JPH0647745U

JPH0647745U - 繊維強化樹脂製板ばねの損傷検出装置

Info

Publication number: JPH0647745U
Application number: JP8952892U
Authority: JP
Inventors: 康人賀澤
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1992-12-02
Filing date: 1992-12-02
Publication date: 1994-06-28

Abstract

(57)【要約】【目的】埋設された導電性繊維又は導電性線材の電気的
特性の変化を検出することにより板ばねの交換時期を正
確に知ることができる。【構成】繊維強化樹脂製板ばね１７に多数の導電性繊維
１７ａが長手方向に延びて埋設される。繊維強化樹脂製
板ばね１７の両端にそれぞれ固着された一対のコネクタ
３２，３３が多数の導電性繊維１７ａの両端をそれぞれ
電気的に接続する。一対のコネクタ３２，３３に電源３
７を介して接続された検出手段３８が導電性繊維１７ａ
の少なくとも一部の繊維１７ａの切断による導電性繊維
１７ａの電気的特性の変化を検出し、電気的特性の変化
が所定値以上に達したときに警報手段４６が警報を発す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は車両のサスペンションに適した繊維強化樹脂製板ばねの損傷を検出する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の板ばねは多数のカーボンファイバやグラスファイバ等の繊維が長手方向に埋設された繊維強化樹脂製の板ばねであり、金属製板ばねより重量が小さく、車両の軽量化を図ることができる利点がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記繊維強化樹脂製板ばねでは、板ばねの繰返しの撓みにより樹脂に埋設されたカーボンファイバやグラスファイバが繰返し伸縮して、一部のファイバが疲労により切断しても、その切断を外側から目視により確認できず、板ばねの交換時期を正確に知ることができない不具合があった。

【０００４】本考案の目的は、埋設された導電性繊維又は導電性線材の電気的特性の変化を検出することにより板ばねの交換時期を正確に知ることができる繊維強化樹脂製板ばねの損傷検出装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案の構成を、実施例に対応する図１、図２及び図４を用いて説明する。本考案の繊維強化樹脂製板ばねの損傷検出装置は、図１及び図２に示すように多数の導電性繊維１７ａが長手方向に延びて埋設された繊維強化樹脂製板ばね１６，１７と、板ばね１６，１７の両端にそれぞれ固着され多数の導電性繊維１７ａの両端をそれぞれ電気的に接続する一対のコネクタ２７，２８，３２，３３と、一対のコネクタ２７，２８，３２，３３に電源３７を介して接続され導電性繊維１７ａの少なくとも一部の繊維１７ａの切断による導電性繊維１７ａの電気的特性の変化を検出する検出手段３８と、電気的特性の変化が所定値以上に達したときに警報を発する警報手段４６とを備えたものである。また、図４に示すように繊維強化樹脂製板ばね７１に多数の導電性線材７１ｂを長手方向に延びて埋設することもできる。

【０００６】

【作用】

繊維強化樹脂製板ばね１７又は７１が繰返して撓むと、導電性繊維１７ａ又は導電性線材７１ｂが繰返して伸縮することにより一部の繊維１７ａ又は線材７１ｂが疲労により切断する。検出手段３８は一部の繊維１７ａ又は線材７１ｂの切断によって繊維１７ａ又は線材７１ｂの電気的特性の変化が所定値以上に達したときに、警報手段４６を作動させる。

【０００７】

【実施例】

次に本考案の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。図１〜図３に示すように、トラックの前輪のアクスルシャフト１１とシャシフレーム１２のサイドメンバ１２ａ間には重ね板ばね１３がサイドメンバ１２ａに平行に延びて介装される。この重ね板ばね１３は１枚の鋼板製板ばね１４と２枚の繊維強化樹脂製板ばね１６，１７とを重ねて形成され、これらの板ばね１４，１６，１７はその略中央でアクスルシャフト１１にＵボルト１８を介して保持される。重ね板ばね１３の上端に位置する鋼板製板ばね１４の前端はブラケット１９及びピン２１を介して枢着され、後端はブラケット２２に上端がピン２３を介して枢着されたシャックル２４の下端にピン２６を介して枢着される（図２）。

【０００８】２枚の繊維強化樹脂性板ばね１６，１７のうち上側の板ばね１６の両端には一対のコネクタ２７，２８を介して一対のケーブル２９，３１が接続され、これらのケーブル２９，３１はサイドメンバ１２ａに形成された通孔１２ｂ，１２ｃにそれぞれ挿通される。また下側の板ばね１７の両端には一対のコネクタ３２，３３を介して一対のケーブル３４，３６が接続され、これらのケーブル３４，３６は通孔１２ｂ，１２ｃにそれぞれ挿通される（図２）。これらの板ばね１６，１７は長さが異なるだけで構造は同一であるため、下側の板ばね１７を代表して説明する。

【０００９】板ばね１７は帯板状の樹脂１７ｂに多数の導電性繊維であるカーボンファイバ１７ａを長手方向に延びて埋設することにより形成され（図１及び図３）、カーボンファイバ１７ａの両端は樹脂１７ｂを溶解することにより一定長だけ露出される（図１）。この例ではカーボンファイバ１７ａは多数のフィラメントから構成される高弾性率糸である。一対のコネクタ３２，３３はその成形材料である導電性ラバーを板ばね１７と一体成形しかつ加硫接着することにより板ばね１７の両端にそれぞれ固着される。これらのコネクタ３２，３３の外面にはコネクタ３２，３３に導電性異物が電気的に接触しないように絶縁被膜（図示せず）が施され、これらのコネクタ３２，３３により多数のカーボンファイバ１７ａの両端がそれぞれ電気的に接続される（図１）。また一対のコネクタ３２，３３にそれぞれ接続された一対のケーブル３４，３６は導電性ラバーを絶縁ラバーにより被覆することにより形成される。これらのケーブル３４，３６には板ばね１７が繰返して撓むことにより繰返しの曲げ応力が作用したり、前輪により跳ね上げられた小石等が当ったりするが、ケーブル３４，３６は絶縁ラバーにより被覆された導電性ラバーにより形成されているので、殆ど損傷しないようになっている。

【００１０】一対のケーブル３４，３６は電源３７を介して検出手段３８に接続される。検出手段３８は演算増幅器３９と、３つの抵抗体４１，４２，４３と、１つのダイオード４４とを備える。演算増幅器３９は２つの入力端子３９ａ，３９ｂと１つの出力端子３９ｃを有する。一方のケーブル３６は抵抗体４１を介して演算増幅器３９の一方の入力端子３９ａに接続され、他方のケーブル３４は他方の入力端子３９ｂに接続される。また一方の入力端子３９ａは抵抗体４２を介して接地され、他方の入力端子３９ｂは抵抗体４３を介して接地される。多数のカーボンファイバ１７ａと抵抗体４１は同一の抵抗を有するように設定され、抵抗体４２と抵抗体４３は同一の抵抗を有するように設定される。演算増幅器３９の出力端子３９ｃにはダイオード４４を介して後述する電磁リレー４８のコイル部が接続される。演算増幅器３９は一方の入力端子３９ａに加えている検出電圧Ｖ₁から他方の入力端子３９ｂに加えている検出電圧Ｖ₂を引いた値に増幅度を掛けた出力電圧Ｖ₀が出力端子３９ｃに加わるようになっている（図１）。

【００１１】多数のカーボンファイバ１７ａの抵抗の変化が所定値以上に達したときに警報を発する警報手段４６はブザー４７と、電磁リレー４８とを備え、電磁リレー４８のスイッチ部は電源３７にブザー４７を介して接続される（図１）。ブザー４７は図示しない運転席に設けられる。上側の板ばね１６のカーボンファイバ（図示せず）は一対のコネクタ２７，２８及び一対のケーブル２９，３１を介して図示しない別の検出手段及び警報手段に接続される。また図２において４９はショックアブソーバであり、サイドメンバ１２ａと重ね板ばね１３の間に介装される。

【００１２】このように構成された繊維強化樹脂製板ばねの損傷検出装置の動作を説明する。トラックが悪路等を走行すると図示しない前輪が上下方向に振動するが、この振動は重ね板ばね１３の撓み及びショックアブソーバ４９の伸縮により吸収されてシャシフレーム１２に殆ど伝達されない。鋼板性板ばね１４とともに繊維強化樹脂製板ばね１６，１７が繰返し撓むと、埋設されたカーボンファイバ１７ａが繰返し伸縮してファイバ１７ａの抵抗が繰返し変化する。この結果、検出電圧Ｖ ₁ と検出電圧Ｖ₂に僅かな差が生じ、Ｖ₁とＶ₂の差に増幅度を掛けた出力電圧Ｖ₀ が電磁リレー４８のコイル部に加わる。しかし、この出力電圧Ｖ₀は比較的小さく、電磁リレー４８のスイッチ部は開いた状態に保たれる。

【００１３】繊維強化樹脂製板ばね１６，１７が更に繰返し撓むと、一部のファイバ１７ａが疲労により切断する。このとき、ファイバ１７ａの抵抗が増大し、検出電圧Ｖ ₂ が検出電圧Ｖ₁より低くなってＶ₁とＶ₂に差が生じ、Ｖ₁とＶ₂の差に増幅度を掛けた出力電圧Ｖ₀が電磁リレー４８のコイル部に加わる。この出力電圧Ｖ₀は大きく、電磁リレー４８のコイル部に流れる電流により電磁リレー４８のスイッチ部が閉じる。この結果、ブザー４７に電流が流れてブザー４７が吹鳴するので、図示しない運転者は繊維強化樹脂製板ばね１７が使用限界に達したこと、即ち板ばね１７を交換しなければならないことを知ることができる。

【００１４】なお、上記実施例では導電性繊維であるカーボンファイバが埋設された繊維強化樹脂製板ばねを挙げたが、これは一例であって図４に示すように、非導電性繊維であるグラスファイバ７１ａが埋設された繊維強化樹脂製板ばね７１でもよい。この場合、大きな繰返し応力が作用する板ばね７１の上縁近傍及び下縁近傍に沿ってグラスファイバ７１ａと平行に多数の導電性線材である高弾性率の鋼線７１ｂを樹脂７１ｃに埋設し、これらの鋼線７１ｂの両端に図示しない一対のコネクタをそれぞれ固着し、更にこれらのコネクタには図示しないがケーブルを介して鋼線の電気的特性の変化を検出する検出手段及び警報手段が接続される。また、上記実施例では１枚の鋼板製板ばねと２枚の繊維強化樹脂製板ばねとを重ねた重ね板ばねを挙げたが、２枚以上の鋼板製板ばねと１枚又は３枚以上の繊維強化樹脂製板ばねとを重ねた重ね板ばねでもよい。また、上記実施例では２枚の繊維強化樹脂製板ばねのうち下側の板ばねを検出手段及び警報手段に接続し、上側の板ばねを別の検出手段及び警報手段に接続したが、２枚の繊維強化樹脂製板ばねを並列に接続して単一の検出手段及び警報手段に接続してもよい。また、上記実施例では検出手段として演算増幅器を挙げたが、これに限らずカーボンファイバの抵抗を直接検出する抵抗計やカーボンファイバに流れる電流を直接検出する電流計でもよい。この場合、一部のファイバが切断して、抵抗計により検出されたファイバの抵抗が所定値より大きくなったとき、又は電流計により検出されたファイバに流れる電流が所定値より小さくなったときに、警報手段が警報を発するように構成される。更に、上記実施例では警報手段としてブザーを挙げたが、運転者に警報を発することができれば運転席に設けられたランプでもよい。

【００１５】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、繊維強化樹脂製板ばねの両端にそれぞれ固着された一対のコネクタが多数の導電性繊維又は多数の導電性線材の両端をそれぞれ電気的に接続し、検出手段が検出する繊維又は線材の少なくとも一部の切断による繊維又は線材の電気的特性の変化が所定値以上に達したときに警報手段が警報を発するように構成したので、繊維強化樹脂製板ばねの繰返しの撓みにより少なくとも一部の繊維又は線材が疲労して切断したときに、検出手段が警報手段を作動させ、車両の運転者は板ばねが使用限界に達したこと、即ち板ばねを交換しなければならないことを知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例繊維強化樹脂製板ばねの損傷検出
装置の板ばね両端の縦断面、検出手段及び警報手段を含
む構成図。

【図２】その板ばねを含む車両の要部側面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】別の実施例を示す図３に対応する断面図。

【符号の説明】

１６，１７，７１繊維強化樹脂製板ばね１７ａカーボンファイバ（導電性繊維）２７，２８，３２，３３コネクタ３７電源３８検出手段４６警報手段７１ｂ鋼線（導電性線材）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】多数の導電性繊維(17a)又は多数の導電
性線材(71b)が長手方向に延びて埋設された繊維強化樹
脂製板ばね(16,17,71)と、前記板ばね(16,17,71)の両端にそれぞれ固着され前記多
数の導電性繊維(17a)又は前記多数の導電性線材(71b)の
両端をそれぞれ電気的に接続する一対のコネクタ(27,2
8,32,33)と、前記一対のコネクタ(27,28,32,33)に電源(37)を介して
接続され前記導電性繊維(17a)又は前記導電性線材(71b)
の少なくとも一部の繊維(17a)又は線材(71b)の切断によ
る前記導電性繊維(17a)又は前記導電性線材(71b)の電気
的特性の変化を検出する検出手段(38)と、前記電気的特性の変化が所定値以上に達したときに警報
を発する警報手段(46)とを備えた繊維強化樹脂製板ばね
の損傷検出装置。