JPH0732503U - 静電容量式変位計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロッドと導電体との摩耗の発生を防止し、常
時良好な検出精度を得ると共に、耐久性の向上を図る。 【構成】 外筒１の内部に一定の隙間を介して配置され
た内筒２と、該内筒２の内部にピストンを介して一定の
隙間をもって往復運動可能に嵌挿された一極のロッド３
とを備えている。前記内筒２を軸方向に沿って上下２分
割に形成して、上側半円筒部１２ａを＋極に導通させる
一方、下側半円筒部１２ｂを間隙１６ｂを介してロッド
３に導通させると共に、該下側半円筒部１２ｂを端子１
５を介して外筒１と−極の電極に導通させた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車の荷重変化に伴う車高変化等の変位量を検出するのに適した 静電容量式変位計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の従来の静電容量式変位計としては、種々提供されており、その一例と して本出願人が先に出願した実開昭６３−８６１０号公報等に記載されているも のが知られている。

【０００３】 概略を説明すれば、外筒の内部に一定の隙間を介して配置されて、一方の電極 を成すシリンダを収納すると共に、該内筒の内部に他方の電極を成すロッドが絶 縁性のピストンを介して往復運動自在に嵌挿されている。また、外筒の外周には 、ロッドの往復運動に伴う内筒とロッドとの相対位置に応じた静電容量の変化を 検出する変化検出回路が固定されている。更に、前記外筒の一端部内部に、円筒 状の導電性シールが収納固定されている。この導電性シールは、中央軸方向に形 成された挿通孔の内周面に前記ロッドの外周面が摺動して該ロッドと外筒とを他 方の電極を導通させるようになっている。そして、前記導電性シールを外筒内に 収納して外部へ露出させないことによって、前記挿通孔の内周面とロッドの外周 面との間に塵芥等の侵入を防止して良好な導電性を確保するようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

然し乍ら、前記従来の静電容量式変位計にあっては、前述のようにロッドの外 周面と導電性シールの内周面が常時摺動しているため、該両者間が経時的に摩耗 してしまう。この結果、長期使用後にロッドと導電性シール間の通電性能が悪化 し、変位計の検出精度の低下と耐久性の低下を招く惧れがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本考案は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもので、請求項１の考案は、 一方の電極を成す一方側導電体と、他方の電極を成す他方側導電体とを対向配置 すると共に、該両導電体の間に誘導電極を成す導電部材を夫々一定の隙間を介し て抜き差し可能に設けたことを特徴としている。

【０００６】 請求項２の考案は、前記一方側導電体と他方側導電体とを、該両導電体の間に 一定の隙間を介して設けられた前記導電部材の抜き差し方向へ並列に配置したこ とを特徴としている。

【０００７】

【作用】

前記各請求項の考案によれば、両導電体との間に、一定の隙間を介して導電部 材を抜き差し可能に設けたため、両導電体と導電部材の摩耗の発生を防止できる 。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。

【０００９】 図１は、請求項１の考案に係る静電容量式変位計を車両に適用した一実施例を 示している。

【００１０】 即ち、図中１は導電材からなる外筒、２は外筒１内に収納保持された導電材か らなる内筒、３は内筒２内を往復動自在に嵌挿され、一端部に絶縁性のピストン ４が固定された導電部材たるロッド、５は外筒１の外周面に設けられた変位検出 回路である。

【００１１】 前記外筒１は、一端部がショックアブソーバに取り付けられるブラケット６ａ を備えた栓体７によって気密状態に封止されていると共に、他端部にロッド３を 摺動案内するロッドガイド８と、内部の気密性を保持する気体シール９が夫々圧 入固定されていると共に、外筒１内への塵芥の侵入を防止するダストシール１０ が設けられている。また、外筒１は、内筒２との間に一定の巾の環状隙間１１が 形成されている。

【００１２】 前記内筒２は、図２及び図３に示すように軸方向に沿って上下に２分割形成さ れて、一方側導電体である図中上側の半円筒部１２ａと他方側導電体である下側 の半円筒部１２ｂとからなり、該両半円筒部１２ａ，１２ｂは径方向に対向配置 され、両分割端縁間に一定巾の隙間１３ａ，１３ｂが軸方向に沿って形成されて いる。また、この両半円筒部１２ａ，１２ｂは、夫々一端部が栓体７と一体的な ボトム部１４に圧入固定されていると共に、各他端部がロッドガイド８の内周側 に固定されている。そして、上側半円筒部１２ａが、後述する＋極ターミナルに 導通していると共に、下側半円筒部１２ｂが、端子１５を介して外筒１に導通し ている。また、両半円筒部１２ａ，１２ｂの内周面とロッド３の外周面との間に 一定の間隙１６ａ，１６ｂが形成されている。

【００１３】 前記ロッド３は、他端部にショックアブソーバに取り付けられるブラケット６ ｂが保持部を介して固定されていると共に、該保持部と外筒１の外周面との間に はダストブーツ１７が設けられている。

【００１４】 前記変位検出回路５は、上端が導電性蓋部１８で閉塞されたボックス状の導電 性ケーシング１９と、該ケーシング１９の内部にボルト２０によって固定された 回路基板２１と、該回路基板２１の中央に設けられた＋極ターミナル２２と、該 ＋極ターミナル２２の外周側に設けられた−極ターミナル２３，２３とを有して いる。

【００１５】 また、前記ケーシング１９の一端側には、グロメット２４を介してワイヤーハ ーネス２５が挿通されており、このワイヤーハーネス２５は、一端部が回路基板 ２１に半田付けされていると共に、他端部がコネクタ２６を介して図外の制御機 器に接続されている。

【００１６】 前記回路基板２１は、図３に示すようにＣＲ発振回路２７や周期変換回路及び 電圧変換回路を備え、該各回路等を構成する電気部品が表面実装部品（ＳＭＤ） によって構成されている。

【００１７】 前記＋極ターミナル２２は、絶縁性のターミナルコネクタ２８内を挿通した電 極部２９が外筒１の外周部に形成された貫通孔を絶縁状態で貫通して内筒２の外 周面にコイルスプリングを介して弾接して通電性を確保している。一方、電極部 ２９の突出部が回路基板２１の＋極に半田付けされている。

【００１８】 前記−極ターミナル２３は、図１に示すようにターミナル部の一端がケーシン グ１９の下部に有する通孔の孔縁に有するブラケット３０，３０を介して外筒１ の外周面に接触していると共に、夫々の他端が回路基板２１の−極に導通してい る。また、外筒１と、前記下側半円筒部１２ｂは、ロッドガイド８に支持された 導電性の前記端子１５とを介して導通している。

【００１９】 したがって、下側半円筒部１２ｂと外筒１を−電極とし、ロッド３を誘導電極 とし、上側半円筒部１２ａを＋電極とする静電容量が形成されている。

【００２０】 以下、本実施例の作用について説明する。まず、ロッド３と上側半円筒部１２ ａとの間の間隙１６ａに生じる静電容量はＣ_S1となり、ロッド３と下側半円筒部 １２ｂとの間の間隙１６ｂに生じる静電容量はＣ_S2となっている。

【００２１】 そして、図外のショックアブソーバから変位計に振動が伝達されると、該振動 に応じてロッド３が左右方向へ摺動変位を繰り返す。これによって、上側半円筒 部１２ａとロッド３との間の空間部の容積が変化して、静電容量が振動に応じて 逐次変化する。即ち、例えばピストン４が図１中右方向へ移動した際には、前記 静電容量Ｃ_S1，Ｃ_S2が減少し、一方、ピストン４が図中左方向へ移動した際には 、静電容量Ｃ_S1，Ｃ_S2が増加する。そして、斯かる静電容量の変化が変位検出回 路５の＋，−極ターミナル２２，２３によって検出され、この検出信号がＣＲ発 振回路２７で静電容量に比例した所定の周期信号に変換される。

【００２２】 即ち、この静電容量式変位計は、ロッド３の摺動変位に無関係な静電容量を考 えると、図２及び図３に示すように外筒１と上側半円筒部１２ａとの間には、Ｃ₁ の値の静電容量を生じるが、、外筒１と下側半円筒部１２ｂとの間には、端子１ ５によって同一電位となるため静電容量が生じない。この結果、図４に示すよう な等価回路が形成される。したがって、変位検出回路５は、この静電容量を合成 静電容量Ｃとして、一方が＋極、他方が−極となり、またロッド３が誘導電極と して作用することになる。

【００２３】 そして、ＣＲ発振回路２７は、入力された合成静電容量Ｃを電気信号、例えば ロッド３の変位に比例した電気的パルス周期信号として出力する。

【００２４】 尚、前記合成静電容量Ｃは次式によって求められる。

【００２５】

【数１】

【００２６】 となり、図９に示すような簡単な検出静電容量を得ることができる。

【００２７】 そして、本実施例では、ロッド３と下側半円筒部１２ｂとの間には隙間１６ｂ が形成されて、該ロッド３との直接的な摺動がないため、両者３，１２ｂ間の摩 耗の発生が確実に防止され、常時良好な検出精度が得られると共に、耐久性の向 上が図れる。

【００２８】 図５は請求項２の考案に係る一実施例を示し、＋極を成す一方側導電体を内筒 ２で構成する一方、−極を成す他方側導電体を円筒部材３１で構成したものであ る。

【００２９】 即ち、図６及び図７にも示すように外筒１の他端部内に内筒２の他端部が圧入 固定するガイド部３２が固定されていると共に、該ガイド部３２と前記ロッドガ イド８との間に前記円筒部材３１が圧入固定されている。この円筒部材３１は、 電気的に導通性の良好な金属材で形成され、内筒２に対してロッド３軸方向へ並 列に配置され、ロッド３が挿通する中央の挿通孔内周面とロッド３外周面との間 に一定巾の環状の間隙３３が形成されてロッド３との直接的な摺動が回避されて いる。尚、内筒２は、全体がプラス極ターミナル２２に接続されていると共に、 内周面とロッド３外周面との間には一定の間隙１６が形成されている。変位検出 回路５等の他の構成は、前記実施例と同様である。

【００３０】 以下、本実施例の作用について説明する。まず、ロッド３と内筒２との間の間 隙１６に生じる静電容量はＣ_Sとなり、ロッド３と円筒部材３１との間の間隙３ ３に生じる静電容量はＣ₂となる。つまり、ロッド３が左右方向へ摺動変位する とその対向面積の増減に比例して増減する静電容量Ｃ_Sと、ロッド３の摺動変位 に無関係な静電容量Ｃ₂が夫々生じる。前記静電容量Ｃ_Sはピストン４が最大左方 向位置で最大になり、最大右方向位置で最小になる。

【００３１】 また、静電容量Ｃ_S，Ｃ₂の他に、ロッド３とロッドガイド８との間及びロッド ３とガイド部３２との間にも静電容量が生じるが、これはロッド３の摺動に無関 係な固定容量であって、外筒１と内筒２間の静電容量Ｃ₁及び前記Ｃ₂に対して充 分に小さな値であるため、図８に示すような等価回路となる。したがって、この 変位計は、この静電容量を合成静電容量Ｃとして、内筒２を＋極，円筒部材３１ 及び外筒１を−極，ロッド３を誘導電極として作用する。また、ＣＲ発振回路２ ７は、入力されたＣを前記実施例と同様にロッド３の変位に比例した電気的パル ス周期信号として出力する。

【００３２】 尚、前述の合成静電容量Ｃは次式によって求められる。

【００３３】

【数２】

【００３４】 （３）式はさらに

【００３５】

【数３】

【００３６】 となり、Ｃ_S／Ｃ₂＜＜１ となるように円筒部材３１とロッド３間の所定の対 向面積にすると共に、所定の隙間巾とすることにより、Ｃ＝Ｃ_S＋Ｃ₁ で（２） 式と同一となり、図９の等価回路で示すような簡単な検出静電容量を得ることが できる。

【００３７】 また、本実施例も、円筒部材３１とロッド３との直接的な摺動がないため、常 時良好な検出精度が得られる。

【００３８】 更に、各実施例では、各電極の変位方向の長さが変位量の約１倍即ち、ロッド ３変位分のスペースのみで変位が検出でき、しかも、検出容量は変位計に内蔵さ れたＣＲ発振回路２７により電気的パルス周期信号で出力するため、専用アンプ なしで変位検出を行うことが可能となる。この結果、静電容量式変位計の小型化 が図れる。

【００３９】 尚、本考案は、本実施例のようなシリンダ（円筒）形に限るものではなく、導 電体として平板状のものを用いたものでもよい。また、変位検出方法も、周期変 換回路により電気的パルス周期信号として出力するか、電圧変換回路により電圧 信号として出力してもよい。

【００４０】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、本考案によれば、一方側導電体と他方側導電体 との間に、一定の隙間を介して導電部材を抜き差し可能に設けて、両導電体と導 電部材とを非接触状態としたため、従来のように摺動による摩耗の発生が確実に 防止される。この結果、常時良好な検出精度が得られると共に、耐久性の向上が 図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の考案に係る静電容量式変位計の一実
施例を示す縦断面図。

【図２】本実施例の要部拡大断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】本実施例の等価回路図。

【図５】請求項２の考案に係る静電容量式変位計の縦断
面図。

【図６】本実施例の要部拡大断面図。

【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図。

【図８】本実施例の等価回路図。

【図９】各実施例の簡素化した等価回路図。

【符号の説明】

１…外筒 ２…内筒 ３…ロッド（導電部材） ４…ピストン ５…変位検出回路 １２ａ…上側半円筒部（一方側導電体） １２ｂ…下側半円筒部（他方側導電体） １６ａ，１６ｂ…間隙（隙間） ３１…円筒部材（他方側導電体） ３３…間隙（隙間）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9208−2Ｆ Ｇ０１Ｄ 5/24 Ｗ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の電極を成す一方側導電体と、他方
   の電極を成す他方側導電体とを対向配置すると共に、該
   両導電体の間に誘導電極を成す導電部材を夫々一定の隙
   間を介して抜き差し可能に設けたことを特徴とする静電
   容量式変位計。
2. 【請求項２】 前記一方側導電体と他方側導電体とを、
   該両導電体の間に一定の隙間を介して設けられた前記導
   電部材の抜き差し方向へ並列に配置したことを特徴とす
   る静電容量式変位計。