JPH102706A - 変位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検出点の位置変位と出力値との関係を調整
可能な変位検出装置、あるいは被検出点の位置変位に対
してリニアな出力特性を有する変位検出装置を提供する
こと。 【解決手段】 検出器１の軸４に対して回動可能なアー
ム部材２の先端付近に、長尺状の取付孔５を形成し、そ
の中の任意の位置にロッド部材３の上端部３ａを取り付
けられるようにした。取付位置を軸４よりの位置にする
と変位量に対するアーム部材２の角度変化率が大きくな
り、取付位置を先端よりの位置にすると変位量に対する
アーム部材２の角度変化率が小さくなる。また、検出器
１の内部の印刷基板における抵抗体パターンの幅を不均
一にして、変位と出力電圧との関係がリニアになるよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検出点の１次元
変位を回転運動への変換を介して検出する変位検出装置
に関し、さらに詳細には、変換に際しての精度低下また
は非線形性を緩和してより高精度な検出ができるように
した変位検出装置に関する。例えば、自動車のサスペン
ションにおける車高検出に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の変位検出装置の例としては、実開
平１−１１７５０４号公報に記載された変位検出器が挙
げられる。同号公報に記載された変位検出器は図１８に
示すように、円環状の導体９０と、導体９０に対して同
心円の一部をなす抵抗体９１と、両端が導体９０と抵抗
体９１とに接しつつ導体９０の中心に対し回動可能なブ
ラシ９２とを有している。導体９０および抵抗体９１は
絶縁性の基板上に形成されており、導体９０は抵抗体９
７を介して端子９３に、抵抗体９１は両端がそれぞれ端
子９５、９６に接続されている。端子９５、９６を電源
に接続すると端子９３には、図１９のグラフにカーブａ
で示すようにブラシ９２の角度に従う電位が現れるもの
である。

【０００３】この変位検出器を自動車サスペンションの
車高検出に用いる場合には、絶縁基板をバネ上である車
体側に固定し、そしてブラシ９２をサスペンションアー
ム等のバネ下である被検出点にリンクする。その状態
を、図２１の断面図により説明する。図２１において、
ボディ８０は、ボルト８１により車体側のブラケット８
２に固定されている。ボディ８０の内部には、絶縁基板
８３が固定して取り付けられており、その図中右側の面
８３Ａ上に図１８に示した導体９０および抵抗体９１の
パターンが形成されている。その端子９３、９５、９６
に対しては、ケーブル８４により、電源電圧の印加や出
力電位の取出ができるようにされている。

【０００４】ボディ８０にはさらに、軸受け８５が設け
られており、ここに軸８６が軸支されている。軸８６の
ボディ８０内側端にはブラシ台８７が設けられそこにブ
ラシ９２が取り付けられており、軸８６の回転により導
体９０および抵抗体９１への接触位置が変わるようにな
っている。一方、軸８６のボディ８０外側端にはリンケ
ージ８８が取り付けられている。リンケージ８８は、サ
スペンションアーム等のバネ下に結合されており、バネ
下の上下動を軸８６に伝達してこれを回転させるもので
ある。

【０００５】リンケージ８８と被検出点とは、一般的に
は図２０のようにリンク結合される。すなわち、リンケ
ージ８８の軸８６と反対側の端部に結節点Ｊを設け、結
節点Ｊとバネ下の被検出点Ｄとをリンケージ８９で結ぶ
のである。結節点Ｊにおいてリンケージ８８とリンケー
ジ８９とがなす角度は可変である。

【０００６】この状態で、車高の上下動、すなわちサス
ペンションの伸縮があると、リンケージ８８により軸８
６が回転し、ブラシ９２が導体９０および抵抗体９１に
接触する位置も変わる。このため、端子９３に現れる電
位が変化するので、この電位変化をモニタすることによ
り、車高の変化を電気信号として検出できるものであ
る。この変位検出器は、ブラシ９２と端子９３との間に
保護抵抗である抵抗体９７を介装することにより、ブラ
シ９２が抵抗体９１の範囲を外れても端子９３と端子９
５または９６とが短絡しないようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の変位検出装置には、以下の２つの問題点があった。

【０００８】第１の問題点は、ブラシ９２の角度（リン
ケージ８８の角度）と端子９３の出力電位との間の関係
にズレがある場合にこれを補正する手段がないことであ
る。すなわち、絶縁基板８３上のパターン形成のばらつ
きのために抵抗体９１のパターン範囲（図１８中にｗで
示す）が標準よりも広かった場合には両者の関係は、図
１９のグラフにカーブｂで示すように、標準状態のカー
ブａと比較して傾斜が緩慢となってしまう。一方、パタ
ーン範囲ｗが標準よりも狭かった場合には、カーブｃで
示すように標準状態と比較して急峻な傾となり両端に変
位検出できない領域ｇができてしまう。このため、絶縁
基板８３上のパターン形成（エッチング）に対する要求
精度が著しく高く、歩留まりが低いためコスト要因とな
っている。

【０００９】また、パターン形成のばらつき以外にボデ
ィ８０の組み付け精度によっても同様の問題を生ずる。
すなわち、軸８６の組み付け位置が図１８中の導体９０
および抵抗体９１の中心Ｏに対して上方にずれていれ
ば、端子９３の出力電位との間の関係は、パターン範囲
ｗが標準よりも広かった場合と同様に図１９のカーブｂ
で示される緩慢なものとなる。一方、下方にずれていれ
ば、パターン範囲ｗが標準よりも狭かった場合と同様に
カーブｃで示される急峻なものとなる。このため、ボデ
ィ８０の組み付け精度の要求も著しく高いのである。

【００１０】第２の問題点は、端子９３の出力電位特性
が被検出点Ｄの変位に対して線形でないことにある。な
ぜなら、リンケージ８８と被検出点Ｄとは図２０のよう
にリンク結合されるので、被検出点Ｄとリンケージ８８
の角度（ブラシ９２の角度）との間には三角関数が介在
するからである。具体的には図１７に示すように、被検
出点Ｄが可動範囲中の上方にあるほど、被検出点Ｄの変
位量Δｈに対するリンケージ８８の角度変化Δθが小さ
くなる。これに対し端子９３の出力電位変化は、ブラシ
９２の角度（リンケージ８８の角度）変化に比例するの
で、被検出点Ｄの変位が小さく直線近似ができる範囲内
ではともかく、変位が大きくなるとこの非線形性が無視
できなくなる。

【００１１】本発明は、従来の変位検出装置が有する前
記問題点に鑑みてなされたものであり、次の２つの目的
のうち少なくとも一方を達成しようとするものである。
すなわち第１の目的は、被検出点の位置変位と出力値と
の関係を調整可能な変位検出装置を提供することであ
り、第２の目的は、被検出点の位置変位に対してリニア
な出力特性を有する変位検出装置を提供することであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
前記第１の目的を達成しようとするものであり、被検出
点に連結された第１部材と、中心に対し回動可能な第２
部材とを有し、前記被検出点の１次元変位を前記第２部
材の前記中心に対する回転角に変換して検出する変位検
出装置であって、前記第２部材が前記第１部材から駆動
を受ける作用点と前記中心との間の距離が可変であり、
その可変範囲内で固定できるようにしたことを特徴とす
る。

【００１３】この変位検出装置によれば、被検出点が１
次元変位すると、その変位は第１部材を介して第２部材
の作用点に伝達され、このため第２部材は中心に対し回
動し、その回転角をもって被検出点の１次元変位が検出
される。ここにおいて、第２部材が第１部材から駆動を
受ける作用点と中心との間の距離が可変なので、被検出
点の変位量と第２部材の回転角度との関係が理想的にな
るような位置に作用点を固定して使用する。すなわち、
他の部分の加工精度を作用点の位置調整により補正し
て、理想的な第２部材の回転角度特性が得られるもので
ある。

【００１４】請求項２に係る発明は、請求項１に記載す
る変位検出装置であって、前記第２部材に、前記中心に
対し非円周方向に長さを有するとともにその長さの範囲
内の任意の位置に前記第１部材の出力端を回動可能に取
り付ける入力穴が形成されており、前記入力穴内の前記
出力端を取り付けた位置が前記作用点であることを特徴
とする。

【００１５】この変位検出装置によれば、第２部材の入
力穴に第１部材の出力端を回動可能に取り付けると、そ
の取り付けた位置が作用点となる。この入力穴は中心に
対し非円周方向に長さを有する形状なので、その範囲内
で取付位置を調整することにより、検出点の変位量と第
２部材の回転角度との関係が理想的になるように作用点
の位置調整がなされ、理想的な第２部材の回転角度特性
を得ることができる。

【００１６】なお、作用点の中心に対する位置調整の手
段としては、請求項２の入力穴の他に、次のようなもの
が考えられる。すなわち、第２部材を外部材とその内側
に挿入して保持される内部材とで構成し、外部材と内部
材との一方を中心に対し回動可能に設け、他方に作用点
を設けるのである。これによれば、内部材の外部材から
の引き出し量を調整することにより、作用点の中心に対
する位置調整ができる。あるいは、第２部材を相互の角
度の調整および固定が可能な２つの部材に分割し、一方
を中心に対し回動可能に設け、他方に作用点を設けるの
である。これによれば、第２部材を構成する２つの部材
相互の角度の調整により、作用点の中心に対する位置調
整ができる。

【００１７】請求項３に係る発明は、前記第２の目的を
達成しようとするものであり、被検出点に連結された第
１部材と、前記第１部材から駆動を受けることにより中
心に対し回動する第２部材と、前記第２部材の回動によ
り有効部分が変化する抵抗体とを有し、前記被検出点の
１次元変位を前記抵抗体の有効部分の抵抗値により検出
する変位検出装置であって、前記抵抗体の有効部分の抵
抗値の前記第２部材の回動角度に対する変化率が、前記
第２部材の回動角度の前記被検出点の１次元変位に対す
る変化率が大きい領域では小さく、前記第２部材の回動
角度の前記被検出点の１次元変位に対する変化率が小さ
い領域では大きいことを特徴とする。

【００１８】この変位検出装置によれば、被検出点が１
次元変位すると、その変位は第１部材を介して第２部材
の作用点に伝達され、このため第２部材は中心に対し回
動し、抵抗体の有効部分を変化させる。従って、抵抗体
のうち有効部分の抵抗値により被検出点の１次元変位が
検出される。ここにおいて、この種のクランク機構では
第２部材の回動角度の被検出点の１次元変位に対する変
化率は必ずしも一様でなく非線形である。しかし、抵抗
体の有効部分の抵抗値の第２部材の回動角度に対する変
化率が、前記変化率と大小関係が逆になるようにされて
いるので非線形性が相殺され、検出値である抵抗体の有
効部分の抵抗値の被検出点の１次元変位に対する変化率
はほぼ一様な線形関係である。このため、被検出点の１
次元変位の検出値を各種制御に容易に利用することがで
きる。なお、両変化率が互いに逆関数の関係にあれば、
検出値の１次元変位に対する変化率が完全に一様とな
り、最も好ましい。

【００１９】請求項４に係る発明は、請求項３に記載す
る変位検出装置であって、前記抵抗体が基板上のパター
ンであり、そのパターン幅が、前記第２部材の回動角度
の前記被検出点の１次元変位に対する変化率が大きい領
域では広く、前記第２部材の回動角度の前記被検出点の
１次元変位に対する変化率が小さい領域では狭いことを
特徴とする。

【００２０】この変位検出装置によれば、抵抗体が基板
上のパターンとして構成されており、そのパターン幅を
中心に対する角度により変化させることにより、抵抗体
の有効部分の抵抗値と第２部材の中心に対する角度変位
との間の関数が実現されている。

【００２１】なお、請求項１もしくは請求項２に係る発
明と請求項３もしくは請求項４に係る発明とを組み合わ
せて、前記第１の目的と第２の目的とをともに達成でき
るようにすることも可能である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の変位検出装置を、
自動車サスペンションの車高検出用として具体化した実
施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００２３】第１の実施の形態。この実施の形態は、請
求項１および請求項２に対応する。

【００２４】本実施の形態に係る変位検出装置は、図１
に示すように、自動車の車体側に取り付けられる検出器
１と、検出器１に対して回動可能なアーム部材２と、ア
ーム部材２に取り付けられたロッド部材３とを有してい
る。アーム部材２の一端は検出器１の軸４に軸支されて
おり、軸４を中心に回動可能とされている。アーム部材
２の他の一端には、長尺状の取付孔５がアーム部材２の
長手方向と平行に設けられており、ここにロッド部材３
の上端部３ａがネジ止めされている。上端部３ａのネジ
止め位置は取付孔５内のある一か所に固定されている
が、アーム部材２とロッド部材３とがなす角は可変であ
る。すなわち、上端部３ａのネジ止め位置と軸４との間
の距離は取付孔５の長さの範囲内で可変であり、その中
の一か所に固定できるものである。また、ロッド部材３
は調整ネジ３ｃにより長さの調整が可能であり、その下
端部３ｂはサスペンションのバネ下側に取り付けられる
被検出点である。

【００２５】この変位検出装置を自動車サスペンション
に装着した状態では、図１６に示すように、検出器１が
車体を構成するボディ７０に固定され、ロッド部材３の
下端部３ｂはディスクカバー７１の後方でアッパアーム
７２の先端に固定されている。アッパアーム７２の先端
位置は、ショックアブソーバ７３の伸縮によりボディ７
０に対して上下するバネ下位置である。従ってロッド部
材３の下端部３ｂはサスペンションの伸縮に伴い、図１
中では矢印Ｖで示すように上下に一次元変位するもので
あり、またアーム部材２は下端部３ｂの一次元変位に伴
い矢印Ｒで示すように軸４を中心に回動するものであ
る。すなわち、アーム部材２の取付孔５のうちロッド部
材３の上端部３ａを固定した位置は、アーム部材２がロ
ッド部材３から駆動を受ける作用点であり、また上端部
３ａは下端部３ｂの一次元変位をアーム部材２へ出力す
る出力端である。

【００２６】なお、図１は、自動車サスペンションが標
準車高にあるとき、すなわち被検出点であるロッド部材
３の下端部３ｂがその変位可能範囲中ほぼ中央の標準位
置にあるときの状態を示しており、アーム部材２の回動
に伴うロッド部材３の上端部３ａの軌跡を一転鎖線ｆで
示している。サスペンションが縮むと上端部３ａは一転
鎖線ｆに沿って上へ移動し、サスペンションが伸びると
下へ移動するものである。

【００２７】次に、検出器１について説明する。検出器
１は、アーム部材２の回動角を電気信号として検出する
センサであり、そのためのケーブル群７４を備えてい
る。検出器１の内部には、図２の断面図に示すように、
アーム部材２とともに軸４に設けられたロータ６と、ロ
ータ６に対面する印刷基板７とが設けられている。軸４
は、ベアリング７５により検出器１の外枠ケース（図示
略）に回動可能に取り付けられている。印刷基板７は、
検出器１の外枠ケースに固定して取り付けられており、
そのロータ６側の面には導体と抵抗体とを有する印刷パ
ターンが形成されている。また、ロータ６にはブラシ８
が取り付けられ、その両端８ａ、８ｂが印刷基板７に接
触するとともにロータ６の回転により、すなわちサスペ
ンションの伸縮によりその接触位置が移動するようにな
っている。

【００２８】印刷基板７の印刷パターンは、図３に示す
ように、円弧状の抵抗体パターン９と、これと同心円弧
状の導電体パターン１０とを有している。抵抗体パター
ン９は、図３中ｗで示す角度範囲にわたって形成されて
おり、その両端はクランプ抵抗１１、１１を介して端子
１２、１４に接続されている。端子１２から端子１４に
至るパターンのうち、抵抗体パターン９およびクランプ
抵抗１１、１１を除いた部分は導電体で形成されてい
る。導電体パターン１０は、端子１３に接続されてい
る。抵抗体パターン９および導電体パターン１０のパタ
ーン形状の中心点Ｏは、図２の軸４の軸心の延長上にあ
る。また、端子１２、１３、１４は、ケーブル群７４に
接続されている。

【００２９】この印刷基板７に対しブラシ８は、その両
端８ａ、８ｂがそれぞれ、抵抗体パターン９、導電体パ
ターン１０に接触している。すなわちブラシ８は、抵抗
体パターン９と導電体パターン１０との橋渡しをするも
のである。そして、ロータ６の回転によるブラシ８の移
動は、中心点Ｏに対する矢印Ｒのような回動移動であ
り、この移動により抵抗体パターン９と導電体パターン
１０との架橋位置が変化するのである。サスペンション
の伸縮によりブラシ８が移動しうる最大範囲と抵抗体パ
ターン９の形成範囲ｗとは一致するようにされている。
また、サスペンションの標準車高状態（図１の状態）で
ブラシ８が範囲ｗ内のほぼ中央に位置するように、ロッ
ド部材３の長さが調整ネジ３ｃにより調整されている。

【００３０】かかる印刷基板７を有する検出器１は、ケ
ーブル群７４により、端子１２、１４間に電源電圧Ｅを
印加した状態で使用される。その状態では図４の回路図
に示すように、電源電圧Ｅが印加された抵抗体パターン
９とこれに接触するブラシ８とが摺動可変抵抗を構成し
ている。このため、抵抗体パターン９のうち、ブラシ８
の接触位置から端子１４よりの部分が、ブラシ８の電圧
に寄与する有効部分となり、ブラシ８を介して導電体パ
ターン１０には、電源電圧Ｅをその有効部分の抵抗値と
有効部分以外の部分の抵抗値とにより分圧した電圧が現
れる。従って端子１３により導電体パターン１０の電圧
をモニタすれば、その電圧は、ブラシ８が範囲ｗ内のど
の位置にいるか、言い換えれば図１中のアーム部材２の
回動角度、さらに言い換えればロッド部材３の下端部３
ｂ（被検出点）の一次元変位を表示する信号なのであ
る。

【００３１】この変位検出装置は、車両への組み付け時
にアーム部材２へのロッド部材３の上端部３ａの取り付
け位置の調整を行う。図１のアーム部材２の有効長（軸
４の中心から作用点（上端部３ａの取り付け位置）まで
の長さ）を調整することにより、印刷基板７上でブラシ
８が移動しうる最大範囲と抵抗体パターン９の形成範囲
ｗとを一致させるためである。この調整が必要となる理
由は、印刷基板７における抵抗体パターン９の形成範囲
ｗの精度と、検出器１における印刷基板７とロータ６と
のアライメント精度との２つである。

【００３２】まず抵抗体パターン９の精度について説明
する。抵抗体パターン９は印刷により形成されるので、
その形成範囲ｗは製造ロットごとに若干ばらつきがあ
る。このため、ブラシ８が移動しうる最大範囲を範囲ｗ
に一致させるように調整すること必要がなのである。具
体的には、図５のように範囲ｗが標準値より大きかった
場合には、図９のようにロッド部材３の上端部３ａを取
付孔５内の軸４よりの位置に取り付ける。すなわち作用
点と軸４との間の距離を短くしてアーム部材２の回動角
度を大きくし、印刷基板７上でブラシ８が移動しうる最
大範囲を広げて範囲ｗに一致させる。一方、図６のよう
に範囲ｗが標準値より小さかった場合には、図１０のよ
うにロッド部材３の上端部３ａを取付孔５内の先端より
の位置に取り付ける。すなわち作用点と軸４との間の距
離を長くしてアーム部材２の回動角度を小さくし、印刷
基板７上でブラシ８が移動しうる最大範囲を狭めて範囲
ｗに一致させる。図９、図１０では、アーム部材２等を
模式的に示している。

【００３３】次に検出器１におけるアライメント精度に
ついて説明する。軸４は印刷基板７を貫通しておらず、
印刷基板７とロータ６とは別々に検出器１の外枠ケース
に組付けられるので、各部の寸法精度によっては軸４の
軸心が印刷基板７の中心点Ｏからずれる場合がある。こ
のずれがブラシ８が移動しうる最大範囲に影響するた
め、調整して範囲ｗに一致させること必要がなのであ
る。具体的には、図７のように軸４の軸心（Ｏ₁ ）が抵
抗体パターン９に近接する方向にずれていた場合には、
図５の場合と同様に、ロッド部材３の上端部３ａを取付
孔５内の軸４よりの位置に取り付け、アーム部材２の回
動角度を大きくして調整する（図９）。一方、図８のよ
うに軸心（Ｏ₂ ）が抵抗体パターン９から離間する方向
にずれていた場合には、図６の場合と同様に、ロッド部
材３の上端部３ａを取付孔５内の先端よりの位置に取り
付け、アーム部材２の回動角度を小さくして調整する
（図１０）。

【００３４】この調整の後、ロッド部材３の長さを調整
ネジ３ｃにより調整し、標準車高合わせをする。

【００３５】かくして調整された変位検出装置は、サス
ペンションが標準車高状態にあるとき、すなわち被検出
点であるロッド部材３の下端部３ｂがその変位可能範囲
中の標準位置にあるときには、図１のようにアーム部材
２が回動可能な角度範囲中のほぼ中央にある。このとき
検出器１内では、ロータ６に取り付けられたブラシ８
が、抵抗体パターン９の範囲ｗ内のほぼ中央にある。こ
のため、抵抗体パターン９の有効部分は全体の約半分で
あり、導電体パターン１０には、電源電圧の約２分の１
の電圧が現れている。この電圧を端子１３によりモニタ
すれば、サスペンションが標準車高状態にあることを検
出できる。

【００３６】サスペンションが収縮または伸張すると、
被検出点であるロッド部材３の下端部３ｂが図１中上方
または下方に変位する。このため、作用点に固定されて
いるロッド部材３の上端部３ａがアーム部材２を上方ま
たは下方に回動させる。このとき、検出器１内では、ア
ーム部材２の回動とともにロータ６が回動してブラシ８
が移動する。すなわち、下端部３ｂが上方に変位する
（車高が下がる）とブラシ８は端子１２よりに移動し、
下端部３ｂが下方に変位する（車高が上がる）とブラシ
８は端子１４よりに移動する。このため、抵抗体パター
ン９の有効部分が変化し、導電体パターン１０の電圧も
変化する。この電圧変化を端子１３によりモニタすれ
ば、被検出点の一次元変位、すなわちサスペンションの
伸縮を検出することができる。なお、万一ブラシ８が抵
抗体パターン９の範囲ｗの外へ出るようなことがあって
も、クランプ抵抗１１により、電源と端子１３との短絡
が防止される。

【００３７】ここにおいて、アーム部材２にロッド部材
３の上端部３ａを取り付ける取付孔５がアーム部材２の
長手方向と平行に長尺状に設けられているので、抵抗体
パターン９の範囲ｗや印刷基板７とロータ６との位置関
係にばらつきがあっても、ブラシ８が移動しうる最大範
囲が抵抗体パターン９の範囲ｗと一致するように取付位
置（作用点）を調整して組み付けることができる。この
ように正しく調整して組み付けた状態で使用すれば、サ
スペンションの伸縮量と端子１３の検出電圧との関係が
図１９のグラフにカーブａで示す標準状態のものと一致
する。

【００３８】以上詳細に説明したように本実施の形態に
係る変位検出装置では、アーム部材２にロッド部材３の
上端部３ａを取り付ける取付孔５を、アーム部材２の長
手方向と平行な長尺状とし、その長さの範囲内の任意の
位置に上端部３ａを固定できるようにしたので、印刷基
板７の抵抗体パターン９の範囲ｗにばらつきがあって
も、上端部３ａの取付位置の調整によりアーム部材２の
有効長を調節し、ブラシ８の最大移動範囲と抵抗体パタ
ーン９の範囲ｗとを一致させ、サスペンションの伸縮量
と端子１３の検出電圧との関係が理想的になるようにす
ることができる。また、検出器１における印刷基板７と
ロータ６との位置関係にばらつきがあっても、同様に上
端部３ａの取付位置の調整により、サスペンションの伸
縮量と端子１３の検出電圧との関係が理想的になるよう
にすることができる。このため端子１３の検出電圧値に
よる車高検出の精度が高く、また、抵抗体パターン９の
範囲ｗやロータ６との位置関係のばらつきを補正するた
めの電圧値の演算処理を行う必要がない。

【００３９】また、この調整をアーム部材２に設けられ
た長尺状の取付孔５により、アーム部材２の有効長を調
整することにより行うので、ロッド部材３の長さ調整に
よる標準車高合わせと干渉することがない。従って、取
付孔５により検出電圧特性を理想的な状態に調整した状
態で、ロッド部材３の調整ネジ３ｃにより標準車高合わ
せをすることができる。

【００４０】本実施の形態は、アーム部材２の有効長に
調整しろを設けたことを骨子とするものである。アーム
部材２の有効長の可変手段としては、前記した長尺状の
取付孔５以外にもいくつかの変形例がある。

【００４１】例えば図１１に示すのは、アーム部材を外
筒２Ａと内筒２Ｂとで構成してテレスコピック機能を持
たせたものである。この場合には、外筒２Ａが軸４に取
り付けられており、内筒２Ｂの先端に非長尺状の取付孔
が設けられている。取付孔での取付位置の調整の替わり
に内筒２Ｂの外筒２Ａからの引き出し量を調整すること
により、サスペンションの伸縮量と端子１３の検出電圧
との関係が理想的になるようにするものである。すなわ
ち、引き出し量を大きくするとアーム部材の有効長が長
くなり、前記実施の形態で長尺状の取付孔５の先端より
にロッド部材３の上端部３ａを固定した状態に相当する
状態となる。一方、引き出し量を小さくするとアーム部
材の有効長が短くなり、長尺状の取付孔５の軸４よりに
上端部３ａを固定した状態に相当する状態となる。

【００４２】あるいは図１２に示すのは、第１アーム２
Ｃと第２アーム２Ｄとを接点でリンクし、接点での結合
角度をある範囲内で調整および固定できるようにしたも
のである。この場合には、第１アーム２Ｃが軸４に取り
付けられており、第２アーム２Ｄの先端に非長尺状の取
付孔が設けられている。取付孔での取付位置の調整の替
わりに第１アーム２Ｃと第２アーム２Ｄとがなす角ωを
調整することにより、サスペンションの伸縮量と端子１
３の検出電圧との関係が理想的になるようにするもので
ある。すなわち、角ωを大きくすると有効長が長くな
り、長尺状の取付孔５の先端よりに上端部３ａを固定し
た状態に相当する状態となる。一方、角ωを小さくする
と有効長が短くなり、長尺状の取付孔５の軸４よりに上
端部３ａを固定した状態に相当する状態となる。

【００４３】第２の実施の形態。この実施の形態は、請
求項３および請求項４に対応する。

【００４４】本実施の形態に係る変位検出装置は、印刷
基板における抵抗体パターンの形状を改良したものであ
り、他の部分は前記第１の実施の形態と特に違いはな
い。この変位検出装置における印刷基板７Ａの抵抗体パ
ターン９Ａは図１３に示すように、端子１２よりから端
子１４よりに向かって次第に幅が広くなる形状である。
このため、抵抗体パターン９Ａの角度当たりの抵抗率
は、端子１２よりから端子１４よりに向かって次第に小
さくなる。すなわち、抵抗体パターン９Ａのうちブラシ
８の電圧に寄与する有効部分の抵抗値の、ブラシ８の角
度変化に対する変化率は、端子１２よりの領域では大き
く、端子１４よりの領域では小さい。従って、ブラシ８
が角度移動したときの端子１３の検出電圧特性は、図１
４のグラフに示すように、端子１２よりの領域では傾斜
が急峻であり端子１４よりに向かって次第に緩やかにな
るものである。

【００４５】一方、この変位検出装置では標準車高状態
から車高を変化させると、前記第１の実施の形態で説明
したようにロッド部材３がアーム部材２を回動させる。
しかしこの種のクランク機構では、被検出点であるロッ
ド部材３の下端部３ｂの変位量とアーム部材２の回動角
度との関係は一様でない。図１７に示すように、下端部
３ｂが図中上方に移動する（車高が低くなる）ほど、同
一変位量Δｈに対する角度の変化量Δθは小さくなる。
しかし図１７と逆に下端部３ｂが下方に移動する（車高
が高くなる）と、同一変位量Δｈに対する角度の変化量
Δθは次第に大きくなり非対称である。言い換えると、
下端部３ｂが上方に移動するほど同一角度変化に対する
変位量は大きく、下端部３ｂが下方に移動するほど同一
角度変化に対する変位量は小さい。

【００４６】そしてアーム部材２の回動と印刷基板７Ａ
上のブラシ８の角度移動とはリンクしており、下端部３
ｂが上方に移動するとブラシ８は抵抗体パターン９Ａの
形成範囲ｗ内で端子１２よりに移動し、下端部３ｂが下
方に移動するとブラシ８は端子１４よりに移動する。従
って、下端部３ｂが上方に移動しているときには、同一
角度変化に対する下端部３ｂの変位量が大きい一方で端
子１３の検出電圧変化も急峻である。そして、下端部３
ｂが下方に移動しているときには逆に、同一角度変化に
対する下端部３ｂの変位量も端子１３の検出電圧変化も
ともに小さい。このため、下端部３ｂの変位と端子１３
の検出電圧とは、両変化率の大小関係が相殺されて図１
５に示すようなリニアな関係になる。従って、検出電圧
について非線形性を補正するような演算処理を施さずに
そのまま下端部３ｂの変位量の信号として高精度に各種
制御に用いることができる。

【００４７】なお、ブラシ８の角度（アーム部材２の回
動角度）に対する端子１３の検出電圧の特性と、下端部
３ｂの変位量に対するアーム部材２の回動角度（ブラシ
８の角度）の特性とが逆関数になるように、抵抗体パタ
ーン９Ａの各角度位置での印刷幅が定められていれば理
想的であり、検出電圧は変位量に対し完全にリニアとな
る。

【００４８】以上詳細に説明したように本実施の形態に
係る変位検出装置では、抵抗体パターン９Ａの角度当た
りの抵抗率がそのパターン幅により異なることに着目
し、有効部分の抵抗値の、ブラシ８の角度変化に対する
変化率と、ブラシ８の角度の、被検出点の変位量に対す
る変化率とで大小関係が逆になるようにしたので、クラ
ンク機構による角度変化の非対称性が抵抗体パターン９
Ａのパターン幅により相殺され、変位量に対してリニア
な端子１３の検出電圧が得られ、非線形性を補正する処
理を要しない。従って変位量の検出値の各種制御での利
用がしやすい。また、そのような補正処理をデータテー
ブル等で行う場合と比較して制御のためのメモリ容量も
その分少なくて済む。

【００４９】尚、本実施の形態に係る変位検出装置で
は、抵抗特性をパターン幅によって調整するものとして
説明したが、これに限られるものでなく、パターンの厚
みや材質を変えることによっても、実現可能であるの
は、もちろんである。このうち、パターン幅の変化によ
って実現させる場合には、厚みや材質の変化による場合
に比べて製品精度管理及び生産性の点でより有利であ
る。

【００５０】なお、本発明は前記各実施の形態に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々
の改良、変形が可能であることはもちろんである。例え
ば、印刷基板７において、抵抗体パターン９（９Ａ）と
導電体パターン１０との配置は内外逆でもよい。また、
クランプ抵抗１１は、抵抗体パターン９（９Ａ）の両端
に設ける代わりに、導電体パターン１０と端子１３との
間に設けてもよい。また、抵抗体パターン９（９Ａ）の
有効部分の抵抗値の検出は、電流測定によって行うこと
も可能である。さらに、適用分野としては自動車サスペ
ンションに限定されるものではない。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように請求項１
および請求項２の発明によれば、被検出点の位置変位と
出力値との関係を調整可能な変位検出装置が提供されて
おり、請求項３および請求項４の発明によれば、被検出
点の位置変位に対してリニアな出力特性を有する変位検
出装置が提供されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る変位検出装置の概要を
示す図である。

【図２】図１の変位検出装置に用いる検出器の内部機構
を示す図である。

【図３】図２の検出器に用いる印刷基板を示す図であ
る。

【図４】検出器の回路図である。

【図５】印刷基板の抵抗体パターンの形成範囲が広かっ
た場合を示す図である。

【図６】印刷基板の抵抗体パターンの形成範囲が狭かっ
た場合を示す図である。

【図７】軸心が抵抗体パターンに近い側にずれていた場
合を示す図である。

【図８】軸心が抵抗体パターンから遠い側にずれていた
場合を示す図である。

【図９】上端部を取付孔内の軸に近い位置に取り付けた
状態を説明する図である。

【図１０】上端部を取付孔内の軸から遠い位置に取り付
けた状態を説明する図である。

【図１１】変位検出装置の変形例を示す図である。

【図１２】変位検出装置の別の変形例を示す図である。

【図１３】第２の実施の形態に係る変位検出装置に用い
る印刷基板を示す図である。

【図１４】ブラシ角度と検出電圧の関係を示すグラフで
ある。

【図１５】被検出点の変位と検出電圧の関係を示すグラ
フである。

【図１６】自動車サスペンションに変位検出装置を取り
付けた状態を示す斜視図である。

【図１７】被検出点の変位とアーム部材の角度変化との
関係を説明する図である。

【図１８】従来の変位検出装置の要部を示す図である。

【図１９】従来の変位検出装置の検出特性を説明するグ
ラフである。

【図２０】変位検出装置におけるリンク機構を示す図で
ある。

【図２１】変位検出装置に用いる検出器の断面図であ
る。

【符号の説明】

２ アーム部材（第２部材） ３ ロッド部材（第１部材） ３ａ 上端部（作用点） ３ｂ 下端部（被検出点） ４ 軸（中心） ５ 取付孔（入力穴） ７、７Ａ 印刷基板 ９、９Ａ 抵抗体パターン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出点に連結された第１部材と、中心
   に対し回動可能な第２部材とを有し、前記被検出点の１
   次元変位を前記第２部材の前記中心に対する回転角に変
   換して検出する変位検出装置において、 前記第２部材が前記第１部材から駆動を受ける作用点と
   前記中心との間の距離が可変であり、その可変範囲内で
   固定できるようにしたことを特徴とする変位検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する変位検出装置におい
   て、 前記第２部材に、前記中心に対し非円周方向に長さを有
   するとともにその長さの範囲内の任意の位置に前記第１
   部材の出力端を回動可能に取り付ける入力穴が形成され
   ており、 前記入力穴内の前記出力端を取り付けた位置が前記作用
   点であることを特徴とする変位検出装置。
3. 【請求項３】 被検出点に連結された第１部材と、前記
   第１部材から駆動を受けることにより中心に対し回動す
   る第２部材と、前記第２部材の回動により有効部分が変
   化する抵抗体とを有し、前記被検出点の１次元変位を前
   記抵抗体の有効部分の抵抗値により検出する変位検出装
   置において、 前記抵抗体の有効部分の抵抗値の前記第２部材の回動角
   度に対する変化率が、 前記第２部材の回動角度の前記被検出点の１次元変位に
   対する変化率が大きい領域では小さく、 前記第２部材の回動角度の前記被検出点の１次元変位に
   対する変化率が小さい領域では大きいことを特徴とする
   変位検出装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載する変位検出装置におい
   て、 前記抵抗体が基板上のパターンであり、そのパターン幅
   が、 前記第２部材の回動角度の前記被検出点の１次元変位に
   対する変化率が大きい領域では広く、 前記第２部材の回動角度の前記被検出点の１次元変位に
   対する変化率が小さい領域では狭いことを特徴とする変
   位検出装置。