JP2005147291A - Bush with stress sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、応力センサ付きブッシュに関し、詳しくは、自動車等の車両のタイヤとシャーシとの間に設けられた連繋部分に設置されたゴムブッシュへの応力を測定することでタイヤ外力を求めるものに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bush with a stress sensor, and more particularly to a tire external force obtained by measuring a stress on a rubber bush installed in a connecting portion provided between a tire of a vehicle such as an automobile and a chassis. .
従来、自動車のサスペンション近傍の軸受部分において、車輪がバウンドすることによる車高の変化を吸収できるゴムブッシュが設置されていることが多い。例えば、実開平6−65019号公報では、図8に示すように、外筒2aと内筒2cの間にゴムブッシュ2bが介装された揺動部材2を介してサスペンションメンバ1とトランスバースリンク3が連結されている。内筒2cはサスペンションメンバ1に固定されており、外筒2aはトランスバースリンク3に固定されていると共にポテンショメータ4を固定している。ポテンショメータ4は、ポテンショメータ本体4bの外周に摺動子4aが摺接し、第2揺動部材5を介してサスペンションメンバ1に固定されている。
Conventionally, rubber bushes that can absorb changes in vehicle height due to bouncing wheels are often installed in bearing portions in the vicinity of automobile suspensions. For example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-65019, as shown in FIG. 8, the
車両の安定走行のために地面とタイヤの間で発生する力(タイヤ外力)を測定すべく、ゴムブッシュ2bに加わる応力を測定しようとした場合、圧電素子等のセンサをゴムブッシュ2b内部に挿入したり、ゴムブッシュ2bと内筒2cとの間に圧電素子を挿入することが考えられる。しかしながら、ゴムの中に異物を入れたり、ゴムを局所的に押圧したりするとその部分からゴムが破れ易くなり、ゴムブッシュ2bの寿命が縮まる問題が発生する。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ゴムブッシュの寿命を縮めることなく、ゴムブッシュへの応力を測定可能とすることを課題としている。 This invention is made | formed in view of the said problem, and makes it the subject to make it possible to measure the stress to a rubber bush, without shortening the lifetime of a rubber bush.
上記課題を解決するため、本発明は、車両のタイヤとシャーシとの間に設けられた連繋部材の軸受部分に装着されるブッシュであって、
ゴムブッシュを挟持する内筒の外周面あるいは外筒の内周面に切欠部を設け、該切欠部に圧電素子を埋設すると共に該圧電素子の表面をゴムブッシュと密着させ、タイヤに外力が負荷された際に上記ゴムブッシュに発生する応力を上記圧電素子で測定する構成としていることを特徴とする応力センサ付きブッシュを提供している。
In order to solve the above problems, the present invention is a bush mounted on a bearing portion of a connecting member provided between a vehicle tire and a chassis,
A notch is provided on the outer peripheral surface of the inner cylinder holding the rubber bush or the inner peripheral surface of the outer cylinder. The piezoelectric element is embedded in the notch and the surface of the piezoelectric element is brought into close contact with the rubber bush so that an external force is applied to the tire. There is provided a bush with a stress sensor characterized in that a stress generated in the rubber bush when measured is measured by the piezoelectric element.
上記構成とすると、圧電素子を内筒あるいは外筒の切欠部に埋設させているので、ゴムブッシュの内部に圧電素子を入れずに、かつ、圧電素子がゴムブッシュを局所的に押圧することなく、ゴムブッシュに圧電素子を接触させることができるので、ゴムブッシュの寿命に影響を与えることなく、ゴムブッシュへの応力を測定することが可能となる。そして、その測定したゴムブッシュへの応力を基にしてタイヤ外力を算出し、車両の振動制御にフィードバックして安定走行に役立てることができる。 With the above configuration, since the piezoelectric element is embedded in the cutout portion of the inner cylinder or the outer cylinder, the piezoelectric element is not inserted into the rubber bush, and the piezoelectric element does not press the rubber bush locally. Since the piezoelectric element can be brought into contact with the rubber bush, stress on the rubber bush can be measured without affecting the life of the rubber bush. Based on the measured stress on the rubber bush, the tire external force can be calculated and fed back to the vehicle vibration control for use in stable running.
上記切欠部は、上記内筒あるいは上記外筒の端部から軸線方向に切り欠かれ、上記切欠部の一部に上記圧電素子を埋設する共に上記圧電素子に接続された電線を上記切欠部を通して上記端部より導出している。 The notch is cut in the axial direction from the end of the inner cylinder or the outer cylinder, and the piezoelectric element is embedded in a part of the notch and an electric wire connected to the piezoelectric element is passed through the notch. Derived from the end.
上記構成とすると、ゴムブッシュ内周面あるいは外周面の軸線方向の任意の位置に圧電素子を接触させたい場合、例えば、ゴムブッシュの軸線方向の中央位置に圧電素子を接触させる場合等に、圧電素子に接続される電線を切欠部に通して導出することで、電線のゴムブッシュへの干渉が防止され、ゴムブッシュの寿命低下を防止することができる。 With the above configuration, when it is desired to bring the piezoelectric element into contact with an arbitrary position in the axial direction of the inner surface or outer peripheral surface of the rubber bush, for example, when the piezoelectric element is brought into contact with the central position in the axial direction of the rubber bush. By leading the electric wire connected to the element through the notch, the electric wire can be prevented from interfering with the rubber bush, and the life of the rubber bush can be prevented from being reduced.
上記切欠部には上記圧電素子を埋設した残りの空間に絶縁材を充填しており、上記内筒の外周面あるいは上記外筒の内周面を段差の無い滑面としていると好ましい。 The notch is preferably filled with an insulating material in the remaining space in which the piezoelectric element is embedded, and the outer peripheral surface of the inner cylinder or the inner peripheral surface of the outer cylinder is preferably a smooth surface without a step.
上記構成とすると、上記切欠部の圧電素子を埋設した残りの空間に絶縁材を充填しているので、内筒あるいは外筒を切り欠いてできた段差を無くしてエッジのない滑らかな面を保つことができる。よって、ゴムブッシュに余計な傷が付くのを防止して、ゴムブッシュの寿命低下を防止することができる。
なお、上記絶縁材としては樹脂等が好適に用いられ、また、タイヤ外力によるゴムブッシュに加わる外力を考慮すれば50000Nの力を加えても0.1%以上歪まない物質であることが好ましい。
With the above configuration, since the remaining space in which the piezoelectric element in the notch is embedded is filled with an insulating material, the step formed by notching the inner cylinder or the outer cylinder is eliminated, and a smooth surface without an edge is maintained. be able to. Therefore, it is possible to prevent the rubber bush from being excessively damaged and prevent the life of the rubber bush from being reduced.
As the insulating material, a resin or the like is preferably used, and considering an external force applied to the rubber bush by the tire external force, it is preferable that the material does not distort by 0.1% or more even when a force of 50000 N is applied.
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、圧電素子を内筒あるいは外筒の切欠部に埋設させているので、ゴムブッシュを局所的に押圧してしまうことなく、圧電素子をゴムブッシュに接触させることができ、ゴムブッシュの寿命低下を防止することができる。また、圧電素子に接続された電線は、切欠部に沿って導出することでゴムブッシュへの干渉を防ぐことができ、ゴムブッシュの寿命低下防止により貢献することができる。さらに、切欠部の残りの空間に絶縁材を充填することで内筒あるいは外筒の段差を無くすことができ、ゴムブッシュに余計な傷がつくのを防止できる。 As is clear from the above description, according to the present invention, since the piezoelectric element is embedded in the cutout portion of the inner cylinder or the outer cylinder, the piezoelectric element can be rubberized without locally pressing the rubber bush. The bush can be brought into contact with each other, and the life of the rubber bush can be prevented from being reduced. Moreover, the electric wire connected to the piezoelectric element can be led out along the notch, so that interference with the rubber bush can be prevented, thereby contributing to prevention of a decrease in the life of the rubber bush. Furthermore, by filling the remaining space of the notch with an insulating material, the step of the inner cylinder or the outer cylinder can be eliminated, and the rubber bush can be prevented from being damaged.
本発明の第1実施形態を図面を参照して説明する。
図1は自動車のタイヤとシャーシとの間の連繋部分である軸受部に用いられた応力センサ付きブッシュ10を示し、金属製の外筒11と内筒13との間にゴムブッシュ12を介装しており、内筒13の内部に挿通されたボルト16を内筒支持部材17に固定すると共に、外筒支持部材18に設けられた円筒孔に外筒11を圧入して固定している。即ち、内筒支持部材17はタイヤ側部品(或いはシャーシ側部品)に連結される一方、外筒支持部材18はシャーシ側部品(或いはタイヤ側部品)に連結されており、タイヤ外力の伝達による内筒支持部材17と外筒支持部材18との間の相対変位をゴムブッシュ12で吸収している。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
内筒13は、図1〜図3に示すように、その外周面において端部13bから軸線方向に中央付近まで切欠部13aを設けており、切欠部13aの中央側の端部に圧電素子14を埋設すると共に、圧電素子14に接続された2本の電線Wを切欠部13aに沿って内筒13の端部13bより導出している。
なお、2本の電線Wのうち一方は圧電素子14からの電圧信号を取り出す信号線であり、他方はアース線である。よって、圧電素子14から導出される電線は信号線の1本のみでも構わない。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
One of the two electric wires W is a signal line for extracting a voltage signal from the
切欠部13aの圧電素子14を埋設した以外の残りの空間には絶縁材15を充填し、内筒13の外周面が段差の無い滑面となるようにしている。絶縁材15は、タイヤ外力によるゴムブッシュ12に加わる外力を考慮して50000Nの力を加えても0.1%以上は歪まない物質であることが好ましく、ポリカーボネート等の樹脂が好適に用いられる。
The remaining space other than the embedding of the
上記構成とすれば、自動車のタイヤと地面との間で発生する力(タイヤ外力)により軸16が変位した際にゴムブッシュ12へ加わる応力を、ゴムブッシュ12に接触した圧電素子14で検知して電圧信号へ変換し、電線Wを介して該信号を取り出すことができる。
しかも、圧電素子14を内筒13の切欠部13aに埋設させているので、圧電素子14がゴムブッシュ12を局所的に押圧してしまうことなく、ゴムブッシュ12に圧電素子14を接触させることができ、ゴムブッシュ12の寿命に影響を与えることがない。
With the above configuration, the stress applied to the
Moreover, since the
また、軸線方向の中央位置に配置された圧電素子14に接続された電線Wは、切欠部13aに沿って導出することでゴムブッシュ12への干渉を防いでいるので、ゴムブッシュ12の寿命低下を防止することができる。さらに、切欠部13aの圧電素子14を埋設した以外の残りの空間には絶縁材15を充填しているので、内筒13を切り欠いてできた切欠部13aによる段差を無くしてエッジのない滑らかな面に戻すことができ、ゴムブッシュ12に余計な傷が付くのを防止することができる。
Further, since the electric wire W connected to the
図4は使用例を示し、第1〜第3応力センサ付きブッシュ10A〜10Cをアンプ21を介してECU(Electronic Control Unit)20に接続されている。詳しくは、自動車内の各所に設けられた第1〜第3応力センサ付きブッシュ10A〜10Cの各圧電素子14から導出された2本の電線Wのうち一方をアンプ21に接続して信号を増幅し、ECU20に接続している。そして、ECU20で取得したゴムブッシュ12への応力情報を基にして所定の演算を行ってタイヤ外力を算出し、車両の振動制御にフィードバックして安定走行を行う。なお、圧電素子14から導出された電線Wのうち他方はアースすると共に、アンプ21もアースしている。
FIG. 4 shows an example of use, wherein the first to third stress sensor-equipped
また、図5は変形使用例を示し、圧電素子14とアンプ21との間をツイスト電線W’としてノイズが乗りにくくすると共に、ツイスト電線W’の外周に両端がオープン(切りっぱなし)であるシールドSを施して、シールドSの一端をアースしても好適である。なお、アース箇所はアンプ21側の一端とする代わりに圧電素子14側の端部であってもよいことは言うまでもない。
Further, FIG. 5 shows a modified use example, where the twisted wire W ′ is used as a twisted wire W ′ between the
図6および図7は第2実施形態を示す。
第1実施形態との相違点は、圧電素子14を埋設する切欠部11a’を内筒13’に設ける代わりに、外筒11’に設けている点である。
6 and 7 show a second embodiment.
The difference from the first embodiment is that a
外筒11’は、その内周面において端部11b’から軸線方向に中央付近まで切欠部11a’を設けており、切欠部11a’の中央側の端部に圧電素子14を埋設すると共に、圧電素子14に接続された2本の電線Wを切欠部11a’に沿って外筒11’の端部11b’より導出している。切欠部11a’の圧電素子14を埋設した以外の残りの空間には絶縁材15を充填することで、外筒11’の内周面が段差の無い滑面となるようにしている。なお、他の構成は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
The
10 応力センサ付きブッシュ
11 外筒
12 ゴムブッシュ
13 内筒
13a 切欠部
13b 端部
14 圧電素子
15 絶縁材
20 ECU
21 アンプ
W 電線
10 Bush with
21 Amplifier W Electric wire
Claims (3)
ゴムブッシュを挟持する内筒の外周面あるいは外筒の内周面に切欠部を設け、該切欠部に圧電素子を埋設すると共に該圧電素子の表面をゴムブッシュと密着させ、タイヤに外力が負荷された際に上記ゴムブッシュに発生する応力を上記圧電素子で測定する構成としていることを特徴とする応力センサ付きブッシュ。 A bush mounted on a bearing portion of a connecting member provided between a vehicle tire and a chassis,
A notch is provided on the outer peripheral surface of the inner cylinder holding the rubber bush or the inner peripheral surface of the outer cylinder. The piezoelectric element is embedded in the notch and the surface of the piezoelectric element is brought into close contact with the rubber bush so that an external force is applied to the tire. A bush with a stress sensor, wherein the stress generated in the rubber bush when measured is measured by the piezoelectric element.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2003
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