JPH0652203B2 - 車両用減衰力検出器 - Google Patents

車両用減衰力検出器

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JPH0652203B2
JPH0652203B2 JP1110957A JP11095789A JPH0652203B2 JP H0652203 B2 JPH0652203 B2 JP H0652203B2 JP 1110957 A JP1110957 A JP 1110957A JP 11095789 A JP11095789 A JP 11095789A JP H0652203 B2 JPH0652203 B2 JP H0652203B2
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JP
Japan
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shock absorber
damping force
retainer
vehicle
rod
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JP1110957A
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JPH02290521A (ja
Inventor
真郎 織田
正弘 富田
章 藤井
哲史 林
淳二 森脇
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日本電装株式会社
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、車両のショックアブソーバのロッド内に取付
けられショックアブソーバに加わる減衰力を測定するこ
とにより路面状態を検知する車両用減衰力検出器に関す
る。
【従来技術】
従来、この種の検出器としては実公昭57−45539
号にて開示されているようにピエゾ素子(以下、PZT
素子という)を検出部として、そのPZT素子に加わる
荷重の大小によりその荷重に応じた出力電荷が得られる
ものがある。 ところが、上記検出器においては得られる出力そのもの
が小さく、S/N比の小さいものであり、小さな突起に
対するショックアブソーバに加わる減衰力の測定におい
てはノイズレベルの出力しか得ることができなかった。 ここで、PZT素子の出力はそれに加えられる荷重と圧
電定数との積で決定されるため、PZT素子の出力を増
加するにはPZT素子自身の荷重伝達率或いは圧電定数
を上昇させるか、又は、PZT素子の枚数を並列に増や
すしかなかった。
【発明が解決しようとする課題】
上記の内、荷重伝達率の上昇はPZT素子自身の強度の
面で、そして、圧電定数の上昇は技術的な面で、更に、
PZT素子の枚数を増やすことは構造的に複雑となり組
付け上の点でそれぞれ問題があった。 又、PZT素子をショックアブソーバのロッド内に固定
する場合にネジで締め付けると偏荷重によりPZT素子
の出力が安定しないことがあり、最悪の場合にはPZT
素子が割れてしまうこともあった。更に、締め付ける場
合にPZT素子がネジと一緒に回転するとそのリード線
が捩れてショート或いは断線する可能性もあった。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、車両用減衰力検出器の
出力が所定の大きさとなるように自由に設定でき、ショ
ックアブソーバへの組付けも容易であり、その際に、車
両用減衰力検出器のPZT素子面に均一分布荷重を加え
られると共にPZT素子が回転することなくショックア
ブソーバのロッド内に収まる構造を備えた車両用減衰力
検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための発明の構成は、車両のショッ
クアブソーバのロッド内に取付けられショックアブソー
バに加わる減衰力を測定することにより路面状態を検知
する車両用減衰力検出器において、所定の出力を得るた
めに複数奇数枚のPZT素子を極性が互いに向き合うよ
うに積み重ね、前記PZT素子間及び両端面に電極板を
配設し前記電極板の同一極性となる足同士を接続し、前
記両端面の電極板から正・負それぞれの電極を取り出す
ようにした出力部と、前記出力部の両端面及び周囲を絶
縁する絶縁部材と、前記出力部及び絶縁部材の積み重ね
方向の一端面に配設し偏荷重を防ぐ平面プレートと他端
面に配設し荷重を受けるリテーナとを挟み込み一体化す
ると共に廻り止めを兼ねて固定するクランプ部材と、前
記出力部の軸中心に近い位置にて前記リテーナと面当た
りにならないように当接させ前記ショックアブソーバの
ロッド内に締め付け固定する固定ネジ部材とを備えたこ
とを特徴とする。
【作用】
車両は走行中に路面から衝撃力を受ける。この衝撃力は
タイヤを通じてスプリングとショックアブソーバとで吸
収される。この時、ショックアブソーバに発生する力が
減衰力であり、この力がショックアブソーバのロッドに
伝達される。そして、ロッドに伝達された力はロッドを
歪ませるためロッド内部に固定された車両用減衰力検出
器もそれに応じて歪むことになる。この受ける衝撃力の
大きさによる歪みを車両用減衰力検出器はPZT素子の
圧電効果により即座に感知し検出する。このため、車両
用減衰力検出器はショックアブソーバのロッドと一体的
な剛体でロッドに加わる力に比例した力を受ける必要が
ある。従って、PZT素子が破壊しない程度に出来る限
り大きい荷重で車両用減衰力検出器をショックアブソー
バのロッドに押し付けPZT素子に均一な分布荷重が加
わって固定される構造にしなければならない。 ここで、出力部は複数奇数枚のPZT素子とその間及び
両端面に電極板が配設されるので所定の出力が得られ、
その電極板の同一極性となる足同士を接続し、正・負そ
れぞれの電極を両端面の電極板から取り出すことにより
電極の取り出しが容易である。そして、絶縁部材により
出力部の両端面及び周囲を絶縁することでリークやショ
ートが防止できる。更に、クランプ部材により上記出力
部及び絶縁部材の積み重ね方向の一端面の平面プレート
及び他端面のリテーナとを挟んで一体化され且つ、廻り
止めを兼ねて固定される。そして、固定ネジ部材により
出力部の軸中心に近い位置にてリテーナと面当たりにな
らないように当接されるのでリテーナと平面プレートに
挟まれた出力部に配設されたPZT素子面に均一分布荷
重を加えられると共にPZT素子等が回転することなく
ショックアブソーバのロッド内に締め付け固定できる。
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 先ず、本発明に係る車両用減衰力検出器に係る車両用減
衰力検出器の出力部の構成について第2図及び第3図を
参照して説明する。 第2図は本発明に係る車両用減衰力検出器に係る車両用
減衰力検出器の出力部であるPZT素子及び電極板の積
み重ね状態を示した斜視図、第3図は第2図において電
極板の足を曲げて極性毎に接続した状態を示した側面図
である。 11a,11b,11cはドーナツ形状の複数奇数枚で
ある3枚のPZT素子であり、これらのPZT素子11
a,11b,11cのそれぞれの両面には銀ペーストが
印刷されており、同じ極性同士が互いに向き合うように
積み重ねられている。 つまり、PZT素子11aの上面を正極とすると、その
下面は負極であるのでPZT素子11bの上面を負極と
し、その下面は正極であるので、PZT素子11cの上
面を正極、その下面は負極となっている。 そして、PZT素子11a,11b,11cの3枚に対
してそれらの間及び両端面に配設される電極板の枚数は
〔(PZT素子の数)+1〕枚となりこの場合には12
a,12b,12c,12dの4枚となる。これらの電
極板12a,12b,12c,12dは薄い導通性の有
る金属板で、最上部の電極板12aは足121a,12
2a,123aとその円周方向で120゜毎に3ケ所設け
てあり、その電極板12aに対して電極板12bの足1
21b,122b,123bは60゜回転された状態で電
極板12aと同様にその円周方向で120゜毎に3ケ所設
けてある。以下、電極板12c,12dも同様に回転さ
れた状態で積み重ねられる。 又、電極板12a,12b,12c,12dはPZT素
子11a,11b,11cと同様に中心がドーナツ形状
に打ち抜かれている。 そして、PZT素子11a,11b,11cと電極板1
2a,12b,12c,12dを積み重ねた後、正・負
の同じ極性が同じ方向で互いに反対方向を向くように電
極板12a,12b,12c,12dの足121a,1
22a,123a,121b,122b,123b,…
等が折り曲げられる。 つまり、上述のようにPZT素子11aの上面を正極と
し、電極板12aの足121a,122a,123aを
下方向に折り曲げるとする。すると、電極板12cも正
極で円周において同じ位置となるので、同様に、その足
121c,122c,123cが下方向に折り曲げられ
る。そして、電極板12bと電極板12dは負極で円周
において足が同じ位置となり、正極の方向と反対方向で
ある上方向にそれぞれ折り曲げられる。 このようにして、足が折り曲げられると正・負の極性で
互い違いの方向に折り曲げられた足が合計6列となる。
そして、電極板12a,12cの足の一列となる121
aと121c、122aと122c、123aと123
c、又、電極板12b,12dの足の一列となる121
bと121d、122bと122d、123bと123
dがそれぞれ側面電極板13により溶接或いは半田付け
され一体的な出力部10となる。この結果、両端面の電
極板12aは正の電極、12dは負の電極となる。 次に、同実施例に係る車両用減衰力検出器のサブアッセ
ンブリを示した第4図を参照して説明する。尚、この出
力部10は、PZT素子が11a〜11eの5枚と電極
板が12a〜12fの6枚とで構成されている。 出力部10の両端面の電極板12a,12fにはそれぞ
れリード線14が接続され、上述と同様に、一方が正極
で他方が負極となっている。又、出力部10の両端面の
電極板12a,12fに接して絶縁体15が両側に配設
されている。この絶縁体15としては、分極されていな
いPZT素子或いはA123やSi34等の絶縁物でも
良い。更に、出力部10の周囲を絶縁するために円筒状
の絶縁体16が配設されている。円筒状の絶縁体16は
樹脂或いはセラミックでも良く、その内面には出力部1
0における電極板12a〜12fの足121a,122
a,…等及び側面電極板13の逃がしスペースが設けら
れている。 そして、上記絶縁体15の一方に接して金属から成る平
面プレート17、他方に接してリテーナ18が配設され
ている。平面プレート17はPZT素子11等と同様に
その中心がドーナツ形状に打ち抜かれている。又、リテ
ーナ18においてもその中心に穴が明けられており、そ
の絶縁体15と接していない側は帽子型凸状の球面を有
しており、その周辺には廻り止め用の溝穴181が少な
くとも1ケ所設けてある。 そして、クランプ部材19は出力部10、その両側の絶
縁体15、円筒状の絶縁体16、平面プレート17及び
リテーナ18をリテーナ18の周辺に引っ掛けることに
より一体的に結合してサブアッセンブリを構成する。 第1図は同実施例に係る車両用減衰力検出器をショック
アブソーバのロッド内に取付けた状態を示した縦断面図
である。 第4図に示された車両用減衰力検出器のサブアッセンブ
リをショックアブソーバのロッド21内に挿入させ、固
定ネジ部材22をネジ込み固定する。尚、ロッド21は
車両用減衰力検出器のサブアッセンブリを内臓するため
の筒で、一端は図示しない車体に取付けられ、他端はシ
ョックアブソーバ内部に封入される。 このように構成された車両用減衰力検出器においては、
絶縁体15により出力部10の出力がリークして減少す
ることを防ぎ、円筒状の絶縁体16により出力部10が
周辺の金属と接触してショートしたり、振動によって動
いたりすることを防ぐ。 又、平面プレート17はショックアブソーバのロッド2
1内の座面211の凹凸によって出力部10のPZT素
子11に偏荷重が加わることを防ぐ。更に、リテーナ1
8は固定ネジ部材22により締め付け荷重を受けるが、
固定ネジ部材22と接するリテーナ18の部位は球面状
をしており、リテーナ18の球面半径の大きさは固定ネ
ジ部材22の接する部分の球面半径より小さい。このよ
うな構成により、リテーナ18と固定ネジ部材22との
中心がずれていても出力部10のPZT素子11に偏荷
重が加わることを防ぐ。 又、このリテーナ18にクランプ部材19に一体的に設
けられた爪191が引っ掛かるような位置に溝穴181
を設けておくことにより、固定ネジ部材22を締め付け
の際にリテーナ18が回転することを防ぎリード線14
が捩じれたりすることを防止できる。 尚、本発明におけるリテーナ18の形状は帽子状凸状の
球面をしているが凹状の球面であっても良く、その場合
においては、リテーナ18に当接する固定ネジ部材22
の形状をリテーナ18の凹状の球面半径より小さい球面
半径を持つ凸状とすれば良い。 又、上述の実施例においては、車両用減衰力検出器の内
部を他のリード線等が配設できるようにリテーナ18及
び固定ネジ部材22にもそれらの中心に穴を設けてドー
ナツ形状としているが、第5図に示したように、リテー
ナ18と固定ネジ部材22との間にボール23を介して
押し付けるようにしても良い。
【発明の効果】
本発明は、所定の出力を得るために複数奇数枚のPZT
素子を極性が互いに向き合うように積み重ね、そのPZ
T素子間及び両端面に電極板を配設し電極板の同一極性
となる足同士を接続し、両端面の電極板から正・負それ
ぞれの電極を取り出すようにした出力部と、その出力部
の両端面及び周囲を絶縁する絶縁部材と、それらの積み
重ね方向の一端面に配設し偏荷重を防ぐ平面プレートと
他端面に配設し荷重を受けるリテーナとを挟み込み一体
化すると共に廻り止めを兼ねて固定するクランプ部材
と、上記出力部の軸中心に近い位置にてリテーナと面当
たりにならないように当接させショックアブソーバのロ
ッド内に締め付け固定する固定ネジ部材とを備えている
ので、所定の出力を得るためにPZT素子の枚数を増や
しても構造が複雑とならないので組付けが容易である。
又、積み重ねられた出力部のPZT素子の枚数を奇数枚
としているので、両端面の電極板から正・負それぞれの
電極を取り出すことが容易である。更に、この車両用減
衰力検出器はショックアブソーバのロッドに内臓する構
造であり車両用減衰力検出器に伝達される減衰力はロッ
ドに伝達される減衰力の一部であり車両用減衰力検出器
の出力部に発生する出力は小さなものであるので、その
出力部の両端面及び周囲を絶縁部材により絶縁して出力
がリークしS/N比が悪くなることを防いでいる。そし
て、出力部及び絶縁部材の積み重ね方向の一端面を平面
プレート、他端面をリテーナにて挟みクランプ部材にて
一体化し廻り止めを兼ねて固定した後、固定ネジ部材に
より出力部の軸中心に近い位置でリテーナと面当たりに
ならないように当接させ固定させるので、車両用減衰力
検出器のPZT素子面に均一分布荷重を加えられると共
にPZT素子が回転することなくショックアブソーバの
ロッド内に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の具体的な一実施例に係る車両用減衰力
検出器をショックアブソーバのロッドに収めた状態を示
した縦断面図。第2図は同実施例に係る車両用減衰力検
出器のPZT素子及び電極板の積み重ね状態を示した斜
視図。第3図は同実施例に係る車両用減衰力検出器のP
ZT素子及び電極板の積み重ね状態における電極板の足
の接続状態を示した側面図。第4図は同実施例に係る車
両用減衰力検出器のサブ・アッセンブリを示した縦断面
図。第5図は本発明に係る車両用減衰力検出器の他の実
施例を示した縦断面図である。 10……出力部、14……リード線、15……絶縁体、 16……円筒状の絶縁体、17……平面プレート、 18……リテーナ、19……クランプ部材、 21……ロッド、22……固定ネジ部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 哲史 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 森脇 淳二 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−153765(JP,A) 特開 昭63−142227(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両のショックアブソーバのロッド内に取
    付けられショックアブソーバに加わる減衰力を測定する
    ことにより路面状態を検知する車両用減衰力検出器にお
    いて、 所定の出力を得るために複数奇数枚のピエゾ素子を極性
    が互いに向き合うように積み重ね、前記ピエゾ素子間及
    び両端面に電極板を配設し前記電極板の同一極性となる
    足同士を接続し、前記両端面の電極板から正・負それぞ
    れの電極を取り出すようにした出力部と、 前記出力部の両端面及び周囲を絶縁する絶縁部材と、 前記出力部及び絶縁部材の積み重ね方向の一端面に配設
    し偏荷重を防ぐ平面プレートと他端面に配設し荷重を受
    けるリテーナとを挟み込み一体化すると共に廻り止めを
    兼ねて固定するクランプ部材と、 前記出力部の軸中心に近い位置にて前記リテーナと面当
    たりにならないように当接させ前記ショックアブソーバ
    のロッド内に締め付け固定する固定ネジ部材と を備えたことを特徴とする車両用減衰力検出器。
JP1110957A 1989-04-29 1989-04-29 車両用減衰力検出器 Expired - Lifetime JPH0652203B2 (ja)

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JPH02290521A JPH02290521A (ja) 1990-11-30
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JPH04346041A (ja) * 1991-05-23 1992-12-01 Fuji Electric Co Ltd 圧電式荷重センサとその応用装置および回路
WO2005108004A1 (de) * 2004-04-23 2005-11-17 Schott Ag Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von mikrostrukturen
JP5187687B2 (ja) * 2008-05-30 2013-04-24 独立行政法人産業技術総合研究所 圧電素子、圧電センサ、圧電素子の製造方法
JP2013160669A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Seiko Epson Corp センサーデバイス、センサーモジュール、力検出装置及びロボット

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