JPH07112768B2 - 車両用減衰力検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両のショックアブソーバに作用する減衰力
の検出に有効な車両用減衰力検出器に関する。

［従来の技術］ 従来より、圧電素子を応用して振動や歪等を検出する検
出器が知られている。このような検出器は、安定した検
出感度が得られるように、検出対象部分に取り付ける必
要がある。このような技術として、例えば、「振動検出
器」（実公昭57−45539号公報）等が提案されている。
すなわち、加圧された圧電素子を内蔵した有底円筒状金
属ケースの取付板に当接する取付座面の径を圧電素子の
直径と等しいか又は小さく構成し、取付トルクの変化に
よる感度変化、所謂、ベース歪感度変化を小さく、安定
させるものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、実装性を考慮すると、検出器を検出対象に取
り付けるよりも、検出対象部分に直接組み込む方が有利
である。しかし、従来技術では、直接組み込んだ検出器
の精度が低いという問題があった。これは同様に検出対
象部分に直接組み込まれる、ショックアブソーバの減衰
力を変更するピエゾアクチュエータが、その駆動時に直
接、圧力変動を検出器に与えてしまうためである。ま
た、圧電素子への初期印加荷重が経時的に減少すると、
減衰力検出の信頼性が低下するという問題もあった。

本発明は、検出精度に優れ、信頼性も高い車両用減衰力
検出器の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するためになされた本発明は、シリンダ
および該シリンダと摺動自在に嵌合するピストンから成
るショックアブソーバの上記ピストンに連設されたピス
トンロッドの内部で、かつ上記ショックアブソーバの減
衰力を変更するピエゾアクチュエータの駆動時の圧力変
動を受けない位置で、上記ピストンロッドと螺合する加
圧部材にて押圧固定される車両用減衰力検出器であっ
て、 上記ピストンロッドの歪に応じた電荷を発生する圧電素
子と、 該圧電素子に対向して配設された電極部材と、 該電極部材と上記加圧部材との間に介在し、該加圧部材
による押圧力を伝達する伝達部材と、 前記加圧部材と前記ピストンロッドとの螺合部を所定位
置で回動不能に固定する固定手段と、 を備えたことを特徴とする車両用減衰力検出器を要旨と
するものである。

［作用］ 車両用減衰力検出器は、ショックアブソーバの減衰力を
変更するピエゾアクチュエータの駆動時の圧力変動を受
けない位置に固定されているので、減衰力の検出信号に
は、常に上記ピエゾアクチュエータ駆動の影響は現われ
ない。

圧電素子に伝達部材を介して押圧力を印加する加圧部材
とピストンロッドとの螺合部を固定手段により所定位置
で回動不能に固定する。これにより経時変化等による緩
みを防止し、初期印加荷重が減少しない。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本発明の第１実施例であるピエゾタイプ減衰力セ
ンサを内蔵した減衰力可変型ショックアブソーバの縦断
面図を第３図に示す。

同図に示すように、減衰力可変型ショックアブソーバ１
は、シリンダ２の内部にピストン３が、軸方向（同図に
矢印A,Bで示す。）に摺動自在に嵌合している。このピ
ストン３は、ピストンロッド４の一端部に接続され、一
方、ピストンロッド４の他端部はシャフト５に固定され
ている。なお、シリンダ２はアウタシェル（外筒）2aに
収容されており、アウタシェル2aの下部はサスペンショ
ンブシュ2bを介して、車両のロワーアーム2cに、一方、
シャフト５の上部は、ベアリング６、防振ゴム７を介し
て車体８に、各々接続されている。

減衰力可変型ショックアブソーバ１の減衰力を変更する
ピエゾアクチュエータ11、作用する減衰力を検出するピ
エゾタイプ減衰力センサ12は、ピストンロッド４の軸方
向に穿設された中空部に内蔵されている。ピエゾタイプ
減衰力センサ12は、スクリュ13で、ピストンロッド４の
中空部に押圧固定されている。

次に、本発明の特徴をなすピエゾタイプ減衰力センサ12
の構造を、第１図、第２図に基づいて説明する。ピエゾ
タイム減衰力センサ１は、第１図、第２図に示すよう
に、PZT等の圧電セラミックスから成り、円盤形状で中
央部に貫通孔を有する２個の圧電素子21,22を、加圧し
て正電荷が発生する面を対向させて配設している。両圧
電素子21,22の正電荷発生面間には、銅等の導電性金属
で中央部に貫通孔を有する正電極板23が介装されてい
る。圧電素子21とスクリュ13との間には、中央部に貫通
孔を有し、下面がスクリュ13上面の凹球面と略同一曲率
である凸球面を成すリテーナ24が配設されている。な
お、リテーナ24の圧電素子21と接触する上面は、研磨さ
れ（10点平均あらさで3.2Z程度）ている。

一方、圧電素子21に対向する圧電素子22の負電荷発生両
側には、銅等の導電性金属で中央部に貫通孔を有する負
電極板25が配設されている。さらに、ピストンロッド４
と負電極板25との間には、絶縁性樹脂やセラミック等の
絶縁体から成り、円盤形状で中央部に貫通孔を有するプ
レート26が配設されている。なお、プレート26の負電極
板25と接触する面は研磨され（10点平均あらさで3.2Z程
度）、圧電素子22の一部に集中応力が作用するのを防止
している。

第１図に示すように、これら、圧電素子21,22、正電極
板23、リテーナ24、負電極板25、プレート26の外周部に
は、円筒状の絶縁性樹脂から成るスペーサ27が周設され
ており、各部材の横方向の位置ずれを防止している。な
お、スペーサ27の内周面と圧電素子21,22、リテーナ2
4、プレート26の外周側面には高粘性で絶縁性の高いグ
リースが塗布されている。また、これら、圧電素子21,2
2、正電極板23、リテーナ24、負電極板25、プレート26
およびリード線28は、クランプ29で把持され、一体化さ
れている。なお、一対のリード線28の各一端部は、正電
極板23、負電極板25に、各々接続され、他端部は、図示
しない電子制御装置に接続され、負電極板25はプレート
26を介してピストンロッド４に接続され、即ち、ボディ
アースされている。

次に、ピエゾタイプ減衰力センサ１の作動を説明する。
車両が路面凹凸部を乗り越えると、ピストンロッド４に
圧縮力が作用する。この圧縮力の一部は、第１図に示す
ように、スクリュ13とリテーナ24との当接面を介して、
ピエゾタイプ減衰力センサ１に作用する。この作用力
は、リテーナ24から圧電素子21,22に伝達される。この
伝達された作用力に応じた電荷が、圧電素子21,22に発
生し、正電極板23,負電極板25からリード線28を介し
て、図示しない電子制御装置のチャージアンプ回路に蓄
電される。従って、ピストンロッド４に作用する減衰力
が検出できるのである。なお、ピストンロッド４に、圧
縮力による歪が生じていない場合でも、圧電素子21,22
には、スクリュ13の締め付けにより、所定の初期印加荷
重が付与されている。この初期印加荷重は、ピストンロ
ッド４に、軸方向の引っ張り、圧縮による歪が生じた場
合に、その歪を、初期印加荷重による歪からの変化とし
て、安定した検出信号を得るためである。

なお本第１実施例において、ピエゾタイプ減衰力センサ
12が車両用減衰力検出器に、圧電素子21,22が圧電素子
に、正電極板23および負電極板25が電極部材に、リテー
ナ24が伝達部材に、スペーサ27およびクランプ29が把持
部材に、各々該当する。

以上説明したように本第１実施例によれば、ピエゾタイ
プ減衰力センサ12の組立精度が高くてスペーサ27および
クランプ29で構成部品の位置ずれを防止しているため、
ピストンロッド４に発生する歪を正確に測定できるの
で、減衰力可変型ショックアブソーバ１に作用する減衰
力の検出精度を向上できる。

また、ピエゾタイプ減衰力センサ12がクランプ29で一体
化されているので、組立作業時の取扱が容易になる。

さらに、スクリュ13からの押圧力を球面接触によりリテ
ーナ24を介して圧電素子21,22に印加しているため、圧
電素子21,22に荷重が片当りしないので、圧電素子21,22
の破損を防止できる。

また、圧電素子21,22、正電極板23、負電極板25と、ピ
ストンロッド４との間をスペーサ27で電気的に遮弊して
いるので、充分な絶縁を確保できる。

さらに、圧電素子21,22は、プレート26を介してピスト
ンロッド４に押圧固定されているので、ピストンロッド
４接触面の面精度が低くても、圧電素子21、22の接触面
の特性部位に応力が集中して作用するのを防止できる。

また、プレート26やリテーナ24の圧電素子21,22側接触
面の面精度が高いので、ピストンロッド４を介して圧電
素子21,22に作用する荷重の片寄りを防止できる。

また、本第１実施例では、負電極をボディアースしてい
たが、ノイズを避けるためにボディアースせず、例え
ば、ポリカーボネート製の板、あるいは、PZT等から成
る不活性のセラミックス板（ダミー素子）を負電極板25
および後述の新たな負電極板の各々外側面に介装して絶
縁するよう構成しても良い。ただし、この場合には圧電
素子21とリテーナ24との間に新たに負電極板を介在させ
負リード線を接続する必要がある。

また、リテーナ24の形状は、スクリュ13の凹球面をなす
上面と球面接触可能な凸球面をなす下面を備えた形状で
あれば良いので、例えば、第４図に示す、リテーナ24a
のような形状とすることもできる。

さらに、スクリュの形状は、リテーナの凸球面をなす下
面と球面接触可能な凹球面をなす上面を備えた形状であ
れば良いので、例えば、第５図に示す、スクリュ13aの
ような形状としても良い。

また、本第１実施例では、圧電素子は２個使用する構成
としたが、例えば、さらに多数の圧電素子を電極板と交
互に積層する構成とすることもできる。

次に、本発明第２実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。本第２実施例と第１実施例との相違点は、スクリュ
の緩み止め対策を施したことである。ピエゾタイプ減衰
力センサ40は、第６図に示すように、２個の圧電素子4
1,42、両圧電素子41,42の正電荷発生面間に介装された
正電極板43、圧電素子41とスクリュ33との間に介装され
たリテーナ44、圧電素子42の負電荷発生面側に配設され
た負電極板45、ピストンロッド34と負電極板45との間に
介装されたプレート46から構成されている。なお、リテ
ーナ44と圧電素子41との接触面、プレート46と負電極板
25との接触面は、共に研磨され（10点平均あらさで3.2Z
程度）ている。これら、圧電素子41,42、正電極板43、
リテーナ44、負電極板45、プレート46の外周部には、ス
ペーサ47が周設されると共に、これらの各部材およびリ
ード線48は、クランプ49で把持され、一体化されてい
る。

ここで、ピストンロッド34のスクリュ33が螺合している
ねじ部33aには、その側部から中空部に向けて貫通孔50
が穿設されている。ピエゾタイプ減衰力センサ40の組立
時、圧電素子41,42にスクリュ44の締め付けにより、所
定の初期印加荷重を付与した後、貫通孔50を通してポン
チを打ち込んでねじ部33aに衝撃を与え、ねじ山をつぶ
し、ねじつぶし部51を設ける。これにより、スクリュ33
が固定され、緩むのを防止できる。従って、車両走行に
伴う振動等の影響を受けても、組立時、スクリュ44の締
め付けにより圧電素子41,42に付与した所定の初期印加
荷重を、保持できる。

なお本第２実施例において、ピエゾタイプ減衰力センサ
40が車両用減衰力検出器に、圧電素子41,42が圧電素子
に、正電極板43および負電極板45が電極部材に、リテー
ナ44が伝達部材に、スペーサ48およびクランプ49が把持
部材に、ねじつぶし部51が固定部に、各々該当する。

以上説明したように本第２実施例によれば、第１実施例
の各効果に加えて以下のような効果を奏する。すなわ
ち、ねじつぶし部51でスクリュ33の回動を固定するた
め、スクリュ33による初期印加荷重の時間経過に伴う減
少を防止できるので、圧電素子41,42から常時安定した
電荷が得られ、減衰力検出の経時変化、劣化に対する信
頼性をより一層向上できる。

また、貫通孔50を通してスクリュ33のねじ部33aをつぶ
すといった、簡単な加工で高い信頼性が得られる。

なお、ピストンロッド34を加工して、スクリュ33のねじ
部33aを露出させ、この露出したねじ部33aをつぶすよう
加工しても良い。

また、スクリュ33として、緩み止めの薬剤が塗布された
ねじを使用することもできる。

さらに、スクリュ33のねじ部33aに、緩み止めの接着
剤、樹脂等を貫通孔50から注入した後、硬化させてスク
リュ33の緩みを防止する構成としても良い。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の車両用減衰力検出器は、
ショックアブソーバの減衰力を変更するピエゾアクチュ
エータの駆動時の圧力変動を受けない位置で、上記ピス
トンロッドと螺合する加圧部材にて押圧固定されている
ため、ピエゾアクチュエータ駆動時の圧力が減衰力検出
器に伝達されず検出が常に正確なものとなる。

また、加圧部材とピストンロッドとの螺合部を固定手段
によって固定しているので、螺合部が緩むことなく初期
印加荷重の減少を抑制できる。

したがって、常に正確な減衰力を検出することができ、
減衰力検出の信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例であるピエゾタイプ減衰力セ
ンサの縦断面図、第２図は同じくその構造を示す分解
図、第３図は同じくピエゾタイプ減衰力センサを内蔵し
た減衰力可変型ショックアブソーバの構造を示す縦断面
図、第４図、第５図は同じくその他のピエゾタイプ減衰
力センサの主要部構造を示す部分説明図、第６図は本発
明第２実施例であるピエゾタイプ減衰力センサの縦断面
図である。 １……減衰力可変型ショックアブソーバ,4……ピストン
ロッド,12……ピエゾタイプ減衰力センサ,21,22……圧
電素子,23……正電極板,24……リテーナ,25……負電極
板,26……プレート,27……スペーサ,29……クランプ,51
……ねじつぶし部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 織田 真郎 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 矢野 正行 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−6238（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−55445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−85210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−29410（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダおよび該シリンダと摺動自在に嵌
   合するピストンから成るショックアブソーバの上記ピス
   トンに連設されたピストンロッドの内部で、かつ上記シ
   ョックアブソーバの減衰力を変更するピエゾアクチュエ
   ータの駆動時の圧力変動を受けない位置で、上記ピスト
   ンロッドと螺合する加圧部材にて押圧固定される車両用
   減衰力検出器であって、 上記ピストンロッドの歪に応じた電荷を発生する圧電素
   子と、 該圧電素子に対向して配設された電極部材と、 該電極部材と上記加圧部材との間に介在し、該加圧部材
   による押圧力を伝達する伝達部材と、 前記加圧部材と前記ピストンロッドとの螺合部を所定位
   置で回動不能に固定する固定手段と、 を備えたことを特徴とする車両用減衰力検出器。