JPH0525337U - 荷重センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力荷重に対するひずみ倍率を高めて荷重検
出精度の向上を図ることができる荷重センサの提供。 【構成】 緩衝器のピストンロッド１に対し、該ピスト
ンロッド１に上下対向状に形成された第１環状段部１ｂ
とナット６との間に挟持状態で並列に装着される円筒状
のセンサボディ５０と、該センサボディ５０の中間部に
形成された他の部分より肉薄のひずみ発生部５０ｃと、
該ひずみ発生部５０ｃに貼付されたひずみゲージ５１
ａ，５１ｂとを備え、前記ひずみ発生部５０ｃを荷重方
向に湾曲させた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車体側連結ロッドの外周面または中空部内周面側に並列に装着され る円筒状の荷重センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、このような荷重センサとしては、例えば、実開昭６１−１３５８１０号 公報に記載されているようなものが知られている。

【０００３】 この従来の荷重センサは、ピストンロッドの先端に形成された小径部外周面に 装着可能な内径を有する円筒状に形成されたもので、この荷重センサをアッパマ ウントインシュレータと直列に重ね、この両者をピストンロッドに対しナットで 同時に締結固定したもので、荷重センサが検出するひずみ量の変化によってピス トンロッドに作用する軸方向入力荷重を検出するようにしたものであった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の荷重センサにあっては、ナットによるアッパ マウントインシュレータの締結荷重が荷重センサにセット荷重として作用するた め、荷重センサの最大ひずみが過大になって荷重検出精度が悪くなると共に、大 きな荷重が加わることから荷重センサ自体の剛性・強度を十分にとる必要があり 、このため、入力荷重に対するひずみ倍率を大きくとることができなくなって荷 重検出精度をさらに悪くするという問題があった。

【０００５】 本考案は、上述のような従来の問題に着目してなされたもので、入力荷重に対 するひずみ倍率を高めて荷重検出精度の向上を図ることができる荷重センサを提 供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 上述のような目的を達成するために、本考案の荷重センサでは、緩衝器の車体 側連結ロッドに対し、該車体側連結ロッドに上下対向状に形成された上下両係止 段部間に挟持状態で並列に装着される円筒状のセンサボディと、該センサボディ の中間部に形成された他の部分より肉薄のひずみ発生部と、該ひずみ発生部に貼 付された弾性変形量を検出可能なセンサとを備え、前記ひずみ発生部を荷重方向 に湾曲させた手段とした。

【０００７】

【作用】

本考案の荷重センサでは、上述のように、上下両係止段部間に挟持状態で装着 されることにより、センサボディには初期荷重が付与されている。

【０００８】 このように、センサボディに荷重入力があると、この荷重方向に湾曲したひず み発生部がさらに湾曲し、これにより、このひずみ発生部の湾曲面に貼付された センサのひずみ量が増加して初期荷重が検出される。

【０００９】 従って、センサにあっては、この初期荷重を基準値とし、検出荷重が基準値で ある場合には、荷重が入力されていない状態を示す。

【００１０】 まず、車体側連結ロッドに対し上向きの入力荷重（圧縮荷重）が加わった場合 、センサボディが並列に設けられる車体側連結ロッド部分に圧縮ひずみが生じる ことで上下両係止段部相互間がその間隔を狭める方向に相対変位して、両者間に 介装されたセンサボディに加わる圧縮荷重が増加するので、この増加分に応じて ひずみ発生部の湾曲度が増加し、これにより、センサの圧縮ひずみ量が基準値よ り上回ることになり、この検出荷重と基準値との差に基づき、上向きの荷重入力 を定量的に検出する。

【００１１】 次に、車体側連結ロッドに対し下向きの入力荷重（引っ張り荷重）が加わった 場合、車体側連結ロッドに引っ張りひずみが生じることで上下両係止段部相互間 がその間隔を広げる方向に相対変位して、両者間に介装されたセンサボディに加 わる圧縮荷重が減少するので、この減少分に応じてひずみ発生部の湾曲度が減少 し、これにより、センサの圧縮ひずみ量が基準値より下回ることになり、この検 出荷重と基準値との差に基づき、下向きの荷重入力を定量的に検出する。

【００１２】 ところで、センサが貼付されたひずみ発生部を荷重方向に湾曲させることで、 荷重方向ひずみが湾曲面方向のひずみに変換されるため、入力荷重に対するひず み発生部のひずみ倍率が高められ、これにより、荷重検出精度が高くなる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面により詳述する。

【００１４】 まず、実施例の構成を説明する。

【００１５】 図１は、本考案実施例の荷重センサを装着した緩衝器の主要部を示す断面図で あり、図において１は車体側連結ロッドとしてのピストンロッドである。

【００１６】 前記ピストンロッド１は、アッパマウントインシュレータ３を介して図外の車 体に取り付けられている。即ち、前記アッパマウントインシュレータ３は、弾性 体から成るインシュレータ本体３ａが溶着された外側ブラケット３ｂと内側ブラ ケット３ｃを備えていて、外側ブラケット３ｂが図外の車体に対し取り付けられ ている。

【００１７】 前記ピストンロッド１は、その上部に大径本体部１ａとの間に第１環状段部１ ｂを形成して中間中径部１ｃが形成され、該中間中径部１ｃの上部には第２環状 段部１ｄを形成して先端小径部１ｅが形成されていて、該中間中径部１ｃ及び先 端小径部１ｅの上端にはねじ部１ｆ，１ｇがそれぞれ形成されている。

【００１８】 そして、前記ピストンロッド１の先端小径部１ｅに、アッパスプリングシート ７，内側ブラケット３ｃ，ワッシャ８を順に装着し、最後にねじ部１ｇにナット ９を螺合させることにより、このナット９と第２環状段部１ｄとの間に前記各部 材を挟持した状態で締結されている。

【００１９】 また、前記中間中径部１ｃの外周には、前記ねじ部１ｆに螺合されたナット（ 上側係止段部）６と第１環状段部（下側係止段部）１ｂとの間に挟持された状態 で荷重センサ５が装着されていて、この荷重センサ５は、図２，図３にその詳細 を示すように、センサボディ５０と一対のひずみゲージ（センサ）５１ａ，５１ ｂとで形成されている。

【００２０】 即ち、前記センサボディ５０は起歪材により略円筒状に形成され、その内周面 側中央部に形成された環状溝５０ａによりその中央部分に肉薄状のひずみ発生部 ５０ｃが形成されていて従来よりも格段に小さな剛性・強度に形成されていると 共に、このひずみ発生部５０ｃは、その中央部が外向きに膨出する方向に湾曲さ れている。

【００２１】 また、前記両ひずみゲージ５１ａ，５１ｂはそれ自体のひずみにより抵抗が変 化する周知構造のもので、前記ひずみ発生部５０ａの内周側湾曲面でセンサボデ ィ５０の径方向に対向する位置にそれぞれ貼付されている。

【００２２】 次に、実施例の作用を説明する。

【００２３】 本実施例の荷重センサでは、上述のように、荷重センサ５にはナット９による 締結時に初期荷重が付与されている。このように、センサボディ５０に初期荷重 入力があると、この荷重方向に湾曲したひずみ発生部５０ｃがさらに湾曲し、こ れにより、このひずみ発生部５０ｃの湾曲面に貼付されたひずみゲージ５１ａ， ５１ｂ自体のひずみ量が増加してその出力抵抗値（検出荷重値）を増加させる。 従って、荷重センサ５にあっては、この初期荷重を基準値とし、検出荷重値（ 出力抵抗値）が基準値である場合には、荷重が入力されていない状態を示す。

【００２４】 （イ）圧縮荷重入力時 ピストンロッド１に対し上向きの入力荷重（圧縮荷重）が加わった場合、ピス トンロッド１における中間中径部１ｃに圧縮ひずみが生じることでナット９と第 １環状段部１ｂとの間がその間隔を狭める方向に相対変位して、両者間に介装さ れた荷重センサ５に加わる荷重が増加し、これにより、ひずみ発生部５０ｃの湾 曲度をさらに増加させ、この増加分に応じてひずみゲージ５１ａ，５１ｂの圧縮 ひずみ量が増加する。

【００２５】 従って、ひずみゲージ５１ａ，５１ｂの検出荷重値（出力抵抗値）が基準値よ り上回ることになり、この基準値との差に基づき、上向きの荷重入力を定量的に 検出する。

【００２６】 （ロ）引っ張り荷重入力時 ピストンロッド１に対し下向きの入力荷重（引っ張り荷重）が加わった場合、 ピストンロッド１における中間中径部１ｃに引っ張りひずみが生じることでナッ ト９と第１環状段部１ｂとの間がその間隔を広げる方向に相対変位して、両者間 に介装された荷重センサ５に加わる圧縮荷重が減少し、これにより、ひずみ発生 部５０ｃの湾曲度を減少させ、この減少分に応じてひずみゲージ５１ａ，５１ｂ の圧縮ひずみ量が減少する。

【００２７】 従って、ひずみゲージ５１ａ，５１ｂの検出荷重値（出力抵抗値）が基準値よ り下回ることになり、この基準値との差に基づき、下向きの荷重入力を定量的に 検出する。

【００２８】 以上説明したように、この実施例の荷重センサ５にあっては、荷重方向ひずみ を湾曲面方向のひずみに変換させる構造としたことで、入力荷重に対するひずみ 発生部５０ｃのひずみ倍率を高めることができるようになり、これにより、荷重 検出精度を向上させることができるという特徴を有している。

【００２９】 また、実施例の緩衝器では、荷重センサ５のセット荷重を、ナット９によるア ッパマウントインシュレータ３の締結荷重とは無関係に任意に設定可能であって 、荷重センサ５のセット荷重を最小限度に抑えることができることから、荷重セ ンサ５の最大ひずみ量が低く抑えられ、これにより、荷重検出精度を向上させる ことができると共に、以上のように必要以上の大きなセット荷重が加わることが ないことから、荷重センサ５自体の剛性・強度を低くでき、これにより、入力荷 重に対する荷重センサ５のひずみ倍率が大きくなって荷重検出精度をさらに向上 させることができる。

【００３０】 次に、図４及び図５に示す第２実施例について説明する。尚、この実施例では 、前記第１実施例と同様の構成部分には同一の符号を付けてその説明を省略し、 相違点のみを説明する。

【００３１】 即ち、この実施例の荷重センサ５は、ひずみ発生部５０ｄが独立した４枚の肉 薄状湾曲板により構成され、この各ひずみ発生部５０ｄの外周側湾曲面にひずみ ゲージ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを貼付したものである。

【００３２】 従って、この実施例では、ひずみ発生部５０ｃをセンサボディ５０の全周に亘 って設ける場合に比べ、ひずみ発生部５０ｄの剛性を低くできるため、その分各 ひずみ発生部５０ｄの厚みｔを厚くすることができるようになり、これにより、 入力荷重に対するひずみ発生部５０ｄのひずみ倍率をさらに高めることができる ようになる。

【００３３】 以上、本考案の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施 例に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等 があっても本考案に含まれる。

【００３４】 例えば、実施例では、ひずみ発生部を外向きに膨出させることで荷重方向に湾 曲させたが、その膨出方向は任意であり、内向きや周方向に膨出させることもで きる。

【００３５】 また、実施例では、荷重センサをピストンロッドの外周側に設ける場合を示し たが、ピストンロッドの中空部側に設ける場合にも適用することができる。

【００３６】 また、実施例では、センサとしてひずみゲージを用いたものを示したが、圧電 素子その他の構造のセンサを用いることができる。

【００３７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の荷重センサにあっては、センサが貼付されたひ ずみ発生部を荷重方向に湾曲させ、荷重方向ひずみを湾曲面方向のひずみに変換 させる構造としたため、入力荷重に対するひずみ発生部のひずみ倍率が高められ 、これにより、荷重検出精度の向上を図ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例の荷重センサを装着した緩衝器の
主要部を示す断面図である。

【図２】第１実施例の荷重センサを示す半断面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】第２実施例の荷重センサを示す半断面図であ
る。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１ ピストンロッド（車体側連結ロッド） １ｂ 第１環状段部（下側係止段部） ６ ナット（上側係止段部） ５０ センサボディ ５０ｃ ひずみ発生部 ５０ｄ ひずみ発生部 ５１ａ ひずみゲージ（センサ） ５１ｂ ひずみゲージ（センサ） ５１ｃ ひずみゲージ（センサ） ５１ｄ ひずみゲージ（センサ）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 緩衝器の車体側連結ロッドに対し、該車
   体側連結ロッドに上下対向状に形成された上下両係止段
   部間に挟持状態で並列に装着される円筒状のセンサボデ
   ィと、該センサボディの中間部に形成された他の部分よ
   り肉薄のひずみ発生部と、該ひずみ発生部に貼付された
   弾性変形量を検出可能なセンサとを備え、 前記ひずみ発生部を荷重方向に湾曲させたことを特徴と
   する荷重センサ。