JPH10300561A - 荷重センサ装置 - Google Patents

荷重センサ装置

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JPH10300561A
JPH10300561A JP10888697A JP10888697A JPH10300561A JP H10300561 A JPH10300561 A JP H10300561A JP 10888697 A JP10888697 A JP 10888697A JP 10888697 A JP10888697 A JP 10888697A JP H10300561 A JPH10300561 A JP H10300561A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
load sensor
shackle pin
leaf spring
axial direction
Prior art date
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Pending
Application number
JP10888697A
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English (en)
Inventor
Akio Goto
彰男 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH10300561A publication Critical patent/JPH10300561A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 寸法変動等が生じたとしても特性変化が生じ
ない荷重センサ装置を得る。 【解決手段】 シャックルピン2に出力感度が等しくな
るように2個の荷重センサ4,5を圧入し、これら荷重
センサ4,5の出力和に基づいて車体重量を測定するよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両の荷重によ
って剪断応力が働くように配置された荷重センサ装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の荷重センサ装置を示す断面
図であり、図において、車両に使用されている板ばね2
1はシャックルピン22によって支持されており、この
シャックルピン22には車体重量に比例した重量が加わ
っている。そしてシャックルピン22には板ばね21と
ブラケット23によって2ケ所に剪断応力が加わること
となり、即ちシャックルピン22にはブラケット23に
よって車体重量F3が加わり、反対方向から板ばね21
によってタイヤからの反力F4が加わる。板ばね21を
使用した車両の車重を計測するための荷重センサ24
は、シャックルピン22に圧入されると共に、剪断応力
を電気信号に変換し、ハーネス25によって接続された
信号増幅部において調整される。更に、板ばね21とシ
ャックルピン22を支えるブラケット23の間にはワッ
シャ26が介在している。
【0003】図6は荷重センサ24の詳細を示すもの
で、この荷重センサ24には、ケース27内に収納され
た磁歪材28に、互いに垂直となる駆動コイル29及び
検出コイル30が巻かれている。そして上記駆動コイル
29に電流を流すことによって、磁界が発生するが、荷
重センサ24に荷重がかかっていないときは磁歪材28
の歪みがなく、上記2個のコイル29,30は互いに垂
直であるため、検出コイル30には電流が発生しない。
しかし荷重センサ24に剪断応力が加わることにより、
磁歪材28が歪み、磁界の向きが変化するため、検出コ
イル30に電流が発生する。この電流の大きさを検出す
ることによって、荷重センサ24に加わっている応力、
即ち荷重を測定することが可能となるのである。
【0004】上記のように構成された荷重センサにおい
て、新品の状態では板ばね21、ブラケット23、ワッ
シャ26などの寸法誤差は生じないが、これらは車両の
重量を支える部分であるから常に大きなトルクがかかっ
ており、摩擦、削れ等が原因の寸法誤差から発生する板
ばね21の移動によって、荷重センサ24の出力変動が
生じるのを避けられない。即ち、板ばね21がシャック
ルピン22上を移動すると、最大剪断応力の発生位置も
シャックルピン22上を移動し、そのためシャックルピ
ン22に加わっている荷重は同じであっても、剪断応力
最大発生ポイントが移動し、荷重センサ24に発生する
剪断応力は変化することになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の荷重センサ装置
は以上のように構成されているので、板ばね21と、シ
ャックルピン22を支えるブラケット23の間にあるワ
ッシャ26の板厚変化や、それぞれの部品の寸法誤差な
どが発生した場合、板ばね21が自由にシャックルピン
22の軸方向に移動できるようになるが、このようにし
て板ばね21がシャックルピン22の軸方向に移動する
と、シャックルピン22に加わっている荷重は同じであ
っても、シャックルピン22に発生する剪断応力の最大
位置が変わるため、荷重センサ24に発生する剪断応力
が変化し、正確な車重を知ることができなくなるという
問題点があった。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、たとえ寸法変動が生じたとして
も特性変化が生じない荷重センサ装置を得ることを目的
としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る荷重センサ装置は、シャックルピンの軸方向に位置す
る荷重センサの最も感度の良い2点から内側位置にそれ
ぞれ第1及び第2の荷重センサを圧入し、これら第1及
び第2の荷重センサの出力和に基づいて車体重量を測定
する測定手段を備えたものである。
【0008】この発明の請求項2に係る荷重センサ装置
は、シャックルピンの軸方向に位置する荷重センサの最
も感度の良い2点から外側位置にそれぞれ第1及び第2
の荷重センサを圧入し、これら第1及び第2の荷重セン
サの出力和に基づいて車体重量を測定する測定手段を備
えたものである。
【0009】この発明の請求項3に係る荷重センサ装置
は、第1及び第2の荷重センサの出力が等しくなるよう
に調整する調整手段を設けたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明の一実施形態を図につい
て説明する。図1はこの発明の一実施形態による荷重セ
ンサ装置を示す断面図であり、図において、車両に使用
されている板ばね1はシャックルピン2によって支持さ
れており、このシャックルピン2には車体重量に比例し
た重量が加わっている。そしてシャックルピン2には板
ばね1とブラケット3によって2ケ所に剪断応力が加わ
ることとなり、即ちシャックルピン2にはブラケット3
によって車体重量F1が加わり、反対方向から板ばね1
によってタイヤからの反力F2が加わる。ここで、板ば
ね1を使用した車両の重量を計測するための荷重センサ
として、第1、第2の2個の荷重センサ4,5が、シャ
ックルピン2の軸方向の左右両側に配置圧入されてお
り、剪断応力を電気信号に変換し、ハーネス6によって
接続された信号増幅部において調整される。板ばね1と
シャックルピン2を支えるブラケット3の間にはワッシ
ャ7が介在している。
【0011】図2は上記荷重センサ4,5の詳細を示す
もので、この荷重センサ4,5には、ケース8内に収納
された磁歪材9に、互いに垂直となる駆動コイル10及
び検出コイル11が巻かれている。そして上記駆動コイ
ル10に電流を流すことによって、磁界が発生するが、
荷重センサ4,5に荷重がかかっていないときは磁歪材
9の歪みがなく、2個のコイル10,11は互いに垂直
であるため、検出コイル11には電流が発生しない。し
かし荷重センサ4,5に剪断応力が加わることにより、
磁歪材9が歪み、磁界の向きが変化するため、検出コイ
ル11に電流が発生する。この電流の大きさを検出する
ことによって荷重センサ4,5に加わっている応力、即
ち荷重を測定することが可能となるのである。なお、荷
重センサ5のハーネスは荷重センサ4の側面に加工した
溝を通り、荷重センサ4のハーネス6と共に外部にある
信号増幅部に接続される。そして、このような荷重セン
サを左右逆にしたものが、図1のセンサ部分に挿入され
ている。
【0012】図3(a),(b)は、それぞれシャックルピン
2中の左右両側に配置された第1,第2の荷重センサ
4,5の位置と、センサ出力感度の関係を示すグラフで
あり、図において、板ばね1を支えるシャックルピン2
に2個の荷重センサ4,5を圧入した場合、板ばね1と
ブラケット3間に発生するセンサ感度が最も高くなる、
それぞれの位置A1,A2を中心に考える。A1,A2を中
心にして、板ばね1とブラケット3の間で生じることが
考えられる寸法誤差並びに寸法変化によって生じる板ば
ね1のシャックルピン2に対する軸方向に移動できる範
囲内(図3における範囲D)であって、A1,A2に対し
内側に位置するポイントB1,B2、あるいは外側に位置
するポイントC1,C2にそれぞれの荷重センサ4,5を
圧入する。
【0013】そして板ばね1とシャックルピン2の位置
関係が理想状態にあるときにそれぞれのオフセット出力
と感度が等しくなるように、ハーネス6によって接続さ
れた信号増幅部において調整する。即ち、大きさの異な
る2種類の荷重を加え、その時の出力電圧から2個の荷
重センサ4,5のそれぞれの感度を求め、その値から希
望する感度となるように信号増幅部で増幅率を変更す
る。その後、無負荷(無荷重)状態での出力を所定の電
圧値となるように電圧をオフセットする。
【0014】実際に測定する際には、2個の荷重センサ
4,5の出力を加算し、シャックルピン2に加わってい
る荷重を出力する。最初に2個のセンサの感度は同じに
なるように調整してあるため、理想状態(部品の寸法誤
差がない状態)では、2個の荷重センサ4,5の出力は
同じとなる。次に、例えば荷重100Kgfが作用したと
き、2個の荷重センサ4,5の出力がそれぞれ1.5V
とすると、2つのセンサの出力和は3Vとなり、この3
Vが荷重100Kgfの出力となる。その電圧値を図4に
示すように、A/D変換し、他の車輪に加わっている荷
重を測定しているセンサ出力と足し合わせ、積載量表示
部に表示される。
【0015】板ばね1とシャックルピン2を支えるブラ
ケット3の間にあるワッシャ7の板厚変化や、それぞれ
の部品の寸法誤差などが発生した場合、板ばね1がシャ
ックルピン2の軸方向に移動すると、それぞれのセンサ
感度は等しいため、片方のセンサ出力は大きくなり、も
う一方のセンサ出力は小さくなる。このようにそれぞれ
のセンサ出力の変動は相殺され、加算されたセンサ出力
は板ばね1の位置に関係なく一定値を示す。
【0016】例えば、初期にB1,B2の位置にある荷重
センサ4,5の出力を3Vとすると、板ばね1が右に移
動すれば、荷重センサ4の出力は最大出力発生位置A1
に近づくため、感度が上がり、4Vとなる。これに対
し、荷重センサ5の出力は反対にA2から遠ざかるた
め、下がり、2Vとなる。しかし、2個のセンサの出力
の和は6Vであり変化しないため、板ばね1の移動によ
る影響がなくなる。このように、板ばね1とシャックル
ピン2を支えるブラケット3の間にあるワッシャ7の板
厚変化や、それぞれの部品の寸法誤差などが発生し、板
ばね1がシャックルピン2の軸方向に移動した場合で
も、センサ出力の変動を低く抑えることができる。
【0017】
【発明の効果】この発明の請求項1又は請求項2に係る
荷重センサ装置によれば、シャックルピンの軸方向に位
置する荷重センサの最も感度の良い2点から内側あるい
は外側位置にそれぞれ第1及び第2の荷重センサを圧入
し、これら第1及び第2の荷重センサの出力和に基づい
て車体重量を測定する測定手段を備えたので、板ばねと
シャックルピンを支えるブラケットの間にあるワッシャ
の板厚変化や、それぞれの部品の寸法誤差などが発生
し、板ばねがシャックルピンの軸方向に移動した場合で
も、センサ出力の変動を低く抑えることができる。
【0018】この発明の請求項3に係る荷重センサ装置
によれば、第1及び第2の荷重センサの出力が等しくな
るように調整する調整手段を設けたので、測定精度を良
くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態による荷重センサ装置
を示す断面図である。
【図2】 この発明の一実施形態による荷重センサを示
す断面図である。
【図3】 この発明の一実施形態による荷重センサの位
置とセンサ出力感度の関係を示すグラフ(a),(b)であ
る。
【図4】 この発明の一実施形態による荷重センサ装置
の出力方法を示すブロック図である。
【図5】 従来の荷重センサ装置を示す断面図である。
【図6】 従来の荷重センサを示す断面図である。
【符号の説明】
2 シャックルピン、4,5 荷重センサ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シャックルピンに圧入された荷重センサ
    により車体重量を測定する荷重センサ装置において、上
    記シャックルピンの軸方向に位置する荷重センサの最も
    感度の良い2点から内側位置にそれぞれ第1及び第2の
    荷重センサを圧入し、上記第1及び第2の荷重センサの
    出力和に基づいて車体重量を測定する測定手段を備えた
    ことを特徴とする荷重センサ装置。
  2. 【請求項2】 シャックルピンに圧入された荷重センサ
    により車体重量を測定する荷重センサ装置において、上
    記シャックルピンの軸方向に位置する荷重センサの最も
    感度の良い2点から外側位置にそれぞれ第1及び第2の
    荷重センサを圧入し、上記第1及び第2の荷重センサの
    出力和に基づいて車体重量を測定する測定手段を備えた
    ことを特徴とする荷重センサ装置。
  3. 【請求項3】 第1及び第2の荷重センサの出力が等し
    くなるように調整する調整手段を設けたことを特徴とす
    る請求項1又は請求項2記載の荷重センサ装置。
JP10888697A 1997-04-25 1997-04-25 荷重センサ装置 Pending JPH10300561A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013032998A (ja) * 2011-08-03 2013-02-14 Ntn Corp センサ付車輪用軸受
US9011013B2 (en) 2011-05-09 2015-04-21 Ntn Corporation Sensor-equipped wheel bearing
CN110293808A (zh) * 2019-06-27 2019-10-01 北京机械设备研究所 基于位置控制模式的车辆双缸调平装置

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