JPH0599762A - 力測定装置及びそれを製造する方法 - Google Patents
力測定装置及びそれを製造する方法Info
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- JPH0599762A JPH0599762A JP3054191A JP5419191A JPH0599762A JP H0599762 A JPH0599762 A JP H0599762A JP 3054191 A JP3054191 A JP 3054191A JP 5419191 A JP5419191 A JP 5419191A JP H0599762 A JPH0599762 A JP H0599762A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高さが低く、非対象的に加えられた力を高い
正確度で測定することができる力測定装置を製造する方
法を提供すること。 【構成】 堅固なピストン形内側部材と、前記内側部材
の外周面に組み合わされる形状をした堅固な円筒形外側
部材との間の弾性的連結部内に一体化できる力測定装置
であって、前記内側及び外側部材の対向表面の間にそれ
ぞれ異なったリング径で設けられた上側及び下側の狭い
環状ギャップ部分と、前記上側及び下側ギャップ部分を
満たして、接触する表面に強力に付着するエラストマー
材と、軸方向の少なくとも一部分において円周方向に強
粘液伝達媒体が充填され、残りの部分には前記エラスト
マー材が充填されているリング形空間を形成している、
前記上側及び下側環状ギャップ部分間の移行段差部と、
前記伝達媒体と圧力伝達係合させて配置した圧力センサ
手段とを有していることを特徴とする装置。
正確度で測定することができる力測定装置を製造する方
法を提供すること。 【構成】 堅固なピストン形内側部材と、前記内側部材
の外周面に組み合わされる形状をした堅固な円筒形外側
部材との間の弾性的連結部内に一体化できる力測定装置
であって、前記内側及び外側部材の対向表面の間にそれ
ぞれ異なったリング径で設けられた上側及び下側の狭い
環状ギャップ部分と、前記上側及び下側ギャップ部分を
満たして、接触する表面に強力に付着するエラストマー
材と、軸方向の少なくとも一部分において円周方向に強
粘液伝達媒体が充填され、残りの部分には前記エラスト
マー材が充填されているリング形空間を形成している、
前記上側及び下側環状ギャップ部分間の移行段差部と、
前記伝達媒体と圧力伝達係合させて配置した圧力センサ
手段とを有していることを特徴とする装置。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は、力測定装置及びそのような力
測定装置を製造する方法に関するものである。
測定装置を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】国際特許出願公報W0 89/07055（米国特許
出願SN 425,214）は、自動車のシャシにストラットの
脚部を弾性的に支持連結する接合部に用いる力測定装置
を開示している。この力測定装置は、環状の内側部材と
環状の外側部材とを有しており、その間にリング状の傾
斜段差部が形成されて、エラストマー材が充填されてい
る。圧力センサが外側部材の通路に挿通されて、ストラ
ット脚部に荷重がかかった時にエラストマー材に加えら
れる圧力を測定できるようになっている。エラストマー
材とセンサとの間から自由空間または空気クッションを
なくすため、センサを挿入する前に通路に液体を充填す
るので、センサを螺着した時に余分な液体が押し出され
る。
出願SN 425,214）は、自動車のシャシにストラットの
脚部を弾性的に支持連結する接合部に用いる力測定装置
を開示している。この力測定装置は、環状の内側部材と
環状の外側部材とを有しており、その間にリング状の傾
斜段差部が形成されて、エラストマー材が充填されてい
る。圧力センサが外側部材の通路に挿通されて、ストラ
ット脚部に荷重がかかった時にエラストマー材に加えら
れる圧力を測定できるようになっている。エラストマー
材とセンサとの間から自由空間または空気クッションを
なくすため、センサを挿入する前に通路に液体を充填す
るので、センサを螺着した時に余分な液体が押し出され
る。
【０００３】この従来装置では、斜め方向に加えられた
力は、横向きに取り付けられたセンサにエラストマー材
を介して均一かつ完全に伝達することができないため、
測定の正確度に影響が出る。従って、横安定性を向上さ
せ、不均一な圧力分布を避けるため、内側部材と外側部
材との間に形成される環状ギャップを相当に高くするこ
とが必要である。
力は、横向きに取り付けられたセンサにエラストマー材
を介して均一かつ完全に伝達することができないため、
測定の正確度に影響が出る。従って、横安定性を向上さ
せ、不均一な圧力分布を避けるため、内側部材と外側部
材との間に形成される環状ギャップを相当に高くするこ
とが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高さ
が低く、非対称的に加えられた力を高い正確度で測定す
ることができる力測定装置を製造する方法を提供するこ
とである。
が低く、非対称的に加えられた力を高い正確度で測定す
ることができる力測定装置を製造する方法を提供するこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、これら
の目的及びその他の目的は、請求項１の特徴を有する力
測定装置によって達成される。 力測定装置を製造する第１の方法は、請求項２の段階を
有している。 力測定装置を製造する第２の方法は、請求項３の段階を
有している。 力測定装置を製造する第３の方法は、請求項４の段階を
有している。
の目的及びその他の目的は、請求項１の特徴を有する力
測定装置によって達成される。 力測定装置を製造する第１の方法は、請求項２の段階を
有している。 力測定装置を製造する第２の方法は、請求項３の段階を
有している。 力測定装置を製造する第３の方法は、請求項４の段階を
有している。
【０００６】
【作用】低粘性の伝達媒体を環状の移行空間内に封入す
ることによって、不均一または非対称的な荷重であって
も装置内の静水圧分布を均一にすることができるので、
力または圧力センサは、横向き配置であっても均一な荷
重を受ける。このため、内側及び外側部材間の狭いリン
グ形ギャップを相当に高くして内側部材を外側部材内で
正確厳密に案内する必要がなくなり、装置の全体高さを
相当に減少させることができる。
ることによって、不均一または非対称的な荷重であって
も装置内の静水圧分布を均一にすることができるので、
力または圧力センサは、横向き配置であっても均一な荷
重を受ける。このため、内側及び外側部材間の狭いリン
グ形ギャップを相当に高くして内側部材を外側部材内で
正確厳密に案内する必要がなくなり、装置の全体高さを
相当に減少させることができる。
【０００７】
【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本発明をさ
らに詳細に説明する。図１において、力測定装置１は、
例えば自動車のストラット脚部ドーム２と一体化してお
り、点線で示されているストラット脚部３を受けてい
る。原則的に、装置１は、ドーム２に連結された円筒形
の外側部材４と、外側部材４の円筒形内表面との間に狭
い環状のギャップを形成しているピストン形の内側部材
５とを有している。ギャップには、上側ギャップ部分6a
と下側ギャップ部分6bとが設けられており、ギャップ幅
は図示のものよりも相当に狭い。上側及び下側ギャップ
部分の両方には、接触している表面に強力に付着するシ
リコーンまたは天然ゴム等のエラストマー材７が充填さ
れている。内側部材５の中央通路5aには、ストラット脚
部３のピストンロッド3aが挿通されている。装置１の圧
力変換器としてセンサ８が設けられて、その前端部にダ
イヤフラム９が形成されており、下側ギャップ部分6bと
それよりも小径の上側ギャップ部分6aとの間の移行段差
部10に近接するようにセンサ８が通路8aに挿通されてい
る。環状の移行段差部10には、リング形空間12内に封入
された伝達媒体11が設けられている。
らに詳細に説明する。図１において、力測定装置１は、
例えば自動車のストラット脚部ドーム２と一体化してお
り、点線で示されているストラット脚部３を受けてい
る。原則的に、装置１は、ドーム２に連結された円筒形
の外側部材４と、外側部材４の円筒形内表面との間に狭
い環状のギャップを形成しているピストン形の内側部材
５とを有している。ギャップには、上側ギャップ部分6a
と下側ギャップ部分6bとが設けられており、ギャップ幅
は図示のものよりも相当に狭い。上側及び下側ギャップ
部分の両方には、接触している表面に強力に付着するシ
リコーンまたは天然ゴム等のエラストマー材７が充填さ
れている。内側部材５の中央通路5aには、ストラット脚
部３のピストンロッド3aが挿通されている。装置１の圧
力変換器としてセンサ８が設けられて、その前端部にダ
イヤフラム９が形成されており、下側ギャップ部分6bと
それよりも小径の上側ギャップ部分6aとの間の移行段差
部10に近接するようにセンサ８が通路8aに挿通されてい
る。環状の移行段差部10には、リング形空間12内に封入
された伝達媒体11が設けられている。
【０００８】図１の実施例では、リング形空間12には、
シリコーン油等の媒体11を包含しているリング形ホース
12a等として形成された可撓性のスリーブまたはシェル
が保持されている。本実施例ではストラット脚部３に加
えられた静的または動的車輪荷重によって本装置１に荷
重が加えられた時、傾斜した移行段差部10に荷重が加え
られ、伝達媒体11がセンサ８のダイヤフラム９に荷重を
加える。厚膜技術によってひずみゲージを取り付けたダ
イヤフラム９をセンサ８に設けることができる。しか
し、その他の圧力変換器を用いることもできる。ひずみ
ゲージからの信号は、センサ本体9a内に設けられた増幅
器13へ送られ、リード線14を介して自動車のボードコン
ピュータ（図示せず）へ伝達されて演算制御される。
シリコーン油等の媒体11を包含しているリング形ホース
12a等として形成された可撓性のスリーブまたはシェル
が保持されている。本実施例ではストラット脚部３に加
えられた静的または動的車輪荷重によって本装置１に荷
重が加えられた時、傾斜した移行段差部10に荷重が加え
られ、伝達媒体11がセンサ８のダイヤフラム９に荷重を
加える。厚膜技術によってひずみゲージを取り付けたダ
イヤフラム９をセンサ８に設けることができる。しか
し、その他の圧力変換器を用いることもできる。ひずみ
ゲージからの信号は、センサ本体9a内に設けられた増幅
器13へ送られ、リード線14を介して自動車のボードコン
ピュータ（図示せず）へ伝達されて演算制御される。
【０００９】ホース12aは、ゴムまたは合成材料で形成
することができ、リング形空間12のほぼ全体を埋めてい
る。それは少なくとも部分的にエラストマー材７で包囲
されているので、ギャップまたは空気クッションがな
く、加えられた力を完全にセンサ８へ伝達する。図１の
右側に示すように、センサ８を水平方向に取り付けて、
媒体11またはホース12aと接触するようにしてもよい。
することができ、リング形空間12のほぼ全体を埋めてい
る。それは少なくとも部分的にエラストマー材７で包囲
されているので、ギャップまたは空気クッションがな
く、加えられた力を完全にセンサ８へ伝達する。図１の
右側に示すように、センサ８を水平方向に取り付けて、
媒体11またはホース12aと接触するようにしてもよい。
【００１０】伝達媒体11が液体であるため、非対称的に
加えられた力でも媒体11内に均一な圧力を発生させ、そ
の圧力がセンサ８で測定されることに注意されたい。液
体伝達媒体11をホース12a内に封入する代わりに、40シ
ョアのシリコーン等のゲル状の素材を用いてゲルリング
12b（図２の右側）を形成して、ホース12aと同様に移行
段差部10内にはめ込むことにより、非常に可撓性が高い
リング形空間12を形成することができる。ホース12aま
たはゲルリング12bの断面を移行段差部10よりも小さく
して、それをエラストマー材７で完全に包囲することに
より、エラストマー材７からなる中間層7aがダイヤフラ
ム９とホース12aとの間に形成されるようにしてもよい
（図２参照）。
加えられた力でも媒体11内に均一な圧力を発生させ、そ
の圧力がセンサ８で測定されることに注意されたい。液
体伝達媒体11をホース12a内に封入する代わりに、40シ
ョアのシリコーン等のゲル状の素材を用いてゲルリング
12b（図２の右側）を形成して、ホース12aと同様に移行
段差部10内にはめ込むことにより、非常に可撓性が高い
リング形空間12を形成することができる。ホース12aま
たはゲルリング12bの断面を移行段差部10よりも小さく
して、それをエラストマー材７で完全に包囲することに
より、エラストマー材７からなる中間層7aがダイヤフラ
ム９とホース12aとの間に形成されるようにしてもよい
（図２参照）。
【００１１】本装置１を製造または組み立てる際は、最
初に媒体11をホース12aに充填してから、それを内側部
材５の周囲のリング形空間12にシーリングのようにして
当て付ける。次に、外側部材４を内側部材５の上にはめ
付けて、エラストマー材７を上側及び下側リング部分6a
及び6bに充填してから、装置１を真空に入れるか、米国
特許第4,739,666号に開示されているように装置１を垂
直軸線回りに高速回転させて装置１に強い遠心力を加え
ることによってエラストマー材内に含まれている空気の
泡を取り除く。好ましくは、ホース12aで通路8aの開放
端部を閉鎖して、それを特別に密封する必要をなくす。
初に媒体11をホース12aに充填してから、それを内側部
材５の周囲のリング形空間12にシーリングのようにして
当て付ける。次に、外側部材４を内側部材５の上にはめ
付けて、エラストマー材７を上側及び下側リング部分6a
及び6bに充填してから、装置１を真空に入れるか、米国
特許第4,739,666号に開示されているように装置１を垂
直軸線回りに高速回転させて装置１に強い遠心力を加え
ることによってエラストマー材内に含まれている空気の
泡を取り除く。好ましくは、ホース12aで通路8aの開放
端部を閉鎖して、それを特別に密封する必要をなくす。
【００１２】エラストマー材７は、それに接触する表面
に強力に付着する必要があることに注意されたい。これ
は、上記米国特許に説明されているように、エラストマ
ー材をこれらの表面に加硫付着させることによって達成
される。このため、上側及び下側のリング部分6a及び6b
が比較的短い場合でも、内側部材５は外側部材４内で精
密に案内されて、横方向力は内側部材からエラストマー
材７を介して外側部材４へそれる。
に強力に付着する必要があることに注意されたい。これ
は、上記米国特許に説明されているように、エラストマ
ー材をこれらの表面に加硫付着させることによって達成
される。このため、上側及び下側のリング部分6a及び6b
が比較的短い場合でも、内側部材５は外側部材４内で精
密に案内されて、横方向力は内側部材からエラストマー
材７を介して外側部材４へそれる。
【００１３】変更実施例として、内側及び外側部材５、
４をはめ付ける時にインサート12'（図１の右側を参
照）を移行段差部10にはめ込むことによって、リング形
空間12を形成することもできる。上側及び下側ギャップ
部分6a、6bにエラストマー材７を充填して加硫した後、
インサート12'を昇華またはイリゲーションによって除
去することによって形成された空隙空間に通路8aから媒
体11を充填する。あるいは、ホース12aを用いる場合、
やはりエラストマー材７の加硫後に熱を加えてホースを
溶解させてもよい。その場合、媒体11は上側及び下側の
ギャップ部分6a、6b内のエラストマー材７によって定め
られた空間12内に液体クッションを形成し、媒体11はセ
ンサ８のダイヤフラム９と直接的に接触する。外側部材
４に対して内側部材５が大きく傾いた場合でもホース12
aが破損しないようにするため、移行段差部10の表面に
は凹状の丸みを付けてもよい。
４をはめ付ける時にインサート12'（図１の右側を参
照）を移行段差部10にはめ込むことによって、リング形
空間12を形成することもできる。上側及び下側ギャップ
部分6a、6bにエラストマー材７を充填して加硫した後、
インサート12'を昇華またはイリゲーションによって除
去することによって形成された空隙空間に通路8aから媒
体11を充填する。あるいは、ホース12aを用いる場合、
やはりエラストマー材７の加硫後に熱を加えてホースを
溶解させてもよい。その場合、媒体11は上側及び下側の
ギャップ部分6a、6b内のエラストマー材７によって定め
られた空間12内に液体クッションを形成し、媒体11はセ
ンサ８のダイヤフラム９と直接的に接触する。外側部材
４に対して内側部材５が大きく傾いた場合でもホース12
aが破損しないようにするため、移行段差部10の表面に
は凹状の丸みを付けてもよい。
【００１４】図２は、本発明の力測定装置の第２実施例
を示しており、図２の左側には伝達媒体11を充填したホ
ース12aが用いられているのに対して、右側ではゲルリ
ング12bを用いた変更例が示されている。この実施例で
は、ホース12aまたはゲルリング12bは環状の溝15にはめ
込まれているので、それらとセンサ８との間にエラスト
マー材７の中間層7aが設けられている。この実施例で
は、上側及び下側のギャップ部分6a、6bの充填及び加硫
を１段階で実施でき、エラストマー材７の充填及び加硫
の間、ホース12aまたはゲルリング12bを環状溝15内に安
全に保持していることができる。
を示しており、図２の左側には伝達媒体11を充填したホ
ース12aが用いられているのに対して、右側ではゲルリ
ング12bを用いた変更例が示されている。この実施例で
は、ホース12aまたはゲルリング12bは環状の溝15にはめ
込まれているので、それらとセンサ８との間にエラスト
マー材７の中間層7aが設けられている。この実施例で
は、上側及び下側のギャップ部分6a、6bの充填及び加硫
を１段階で実施でき、エラストマー材７の充填及び加硫
の間、ホース12aまたはゲルリング12bを環状溝15内に安
全に保持していることができる。
【図１】自動車のストラット脚部と一体化させた本発明
による力測定装置の第１実施例の縦断面図である。
による力測定装置の第１実施例の縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施例の縦断面図である。
１ 力測定装置 ４ 外側部材 ５ 内側部材 6a、6b 環状ギャップ部分 ７ エラストマー材 ８ 圧力センサ 10 移行段差部 11 伝達媒体
Claims (4)
- 【請求項１】 堅固なピストン形内側部材と、前記内側
部材の外周面に組み合わされる形状をした堅固な円筒形
外側部材との間の弾性的連結部内に一体化できる力測定
装置であって、 前記内側及び外側部材の対向表面の間にそれぞれ異なっ
たリング径で設けられた上側及び下側の狭い環状ギャッ
プ部分と、 前記上側及び下側ギャップ部分を満たして、接触する表
面に強力に付着するエラストマー材と、 軸方向の少なくとも一部分において円周方向に液伝達媒
体が充填され、残りの部分には前記エラストマー材が充
填されているリング形空間を形成している、前記上側及
び下側環状ギャップ部分間の移行段差部と、 前記伝達媒体と圧力伝達係合させて配置した圧力センサ
手段とを有していることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 上側及び下側部分の直径がそれぞれ異な
り、その間に移行段差部が形成されている外周面を備え
た堅固なピストン形内側部材と、前記内側部材の外周面
にほぼ組み合わされる形状をした堅固な円筒形外側部材
との間の弾性的連結部に一体化できる力測定装置を製造
する方法であって、 液伝達媒体を環状のホース形スリーブに充填する段階
と、 前記スリーブを前記内側及び外側部材間に前記移行段差
部の位置で配置する段階と、 前記内側及び外側部材をはめ合わせる段階と、 前記内側及び外側部材間の上側及び下側の狭い環状ギャ
ップ部分にエラストマー材を充填する段階と、 前記エラストマー材を硬化させる段階と、 それと接触している表面上でそれを加硫してそれに強力
に付着させる段階と、 圧力センサ手段を前記スリーブと圧力伝達係合させて配
置する段階とを有していることを特徴とする方法。 - 【請求項３】 上側及び下側部分の直径がそれぞれ異な
り、その間に移行段差部が形成されている外周面を備え
た堅固なピストン形内側部材と、前記内側部材の外周面
にほぼ組み合わされる形状をした堅固な円筒形外側部材
との間の弾性的連結部に一体化できる力測定装置を製造
する方法であって、 ゲル状の素材でリングを形成する段階と、 前記リングを前記内側及び外側部材間に前記移行段差部
の位置で配置する段階と、 前記内側及び外側部材をはめ合わせる段階と、 前記内側及び外側部材間の上側及び下側の狭い環状ギャ
ップ部分にエラストマー材を充填する段階と、 前記エラストマー材を硬化させる段階と、 それと接触している表面上でそれを加硫してそれに強力
に付着させる段階と、 圧力センサ手段を前記リングと圧力伝達係合させて配置
する段階とを有していることを特徴とする方法。 - 【請求項４】 上側及び下側部分の直径がそれぞれ異な
り、その間に移行段差部が形成されている外周面を備え
た堅固なピストン形内側部材と、前記内側部材の外周面
にほぼ組み合わされる形状をした堅固な円筒形外側部材
との間の弾性的連結部に一体化できる力測定装置を製造
する方法であって、 エラストマー材を前記内側及び外側部材間の下側環状ギ
ャップに前記移行段差部の位置まで充填する段階と、 前記エラストマー材を硬化させる段階と、 前記結合した内側及び外側部材を回転させる段階と、 液伝達媒体を前記移行段差部に充填する段階と、 前記内側及び外側部材間のさらなる環状の狭いギャップ
に前記エラストマー材を充填する段階と、 前記エラストマー材を硬化させる段階と、 圧力センサ手段を前記伝達媒体と接触するように配置す
る段階とを有していることを特徴とする方法。
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| DE4002910.7 | 1990-02-01 | ||
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- 1991-02-01 KR KR1019910001767A patent/KR910021573A/ko not_active Withdrawn
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