ばね等の空気ばねに関する。[0002]【従来の技術】従来より、空気ばねに内蔵可能な高さセンサとして、磁気式センサ、超音波式センサ、光反射式センサなどが提案されている。磁気式センサは、空気ばねの構造によっては、空気ばねのストロークが制限され、超音波センサは、コストが高いといった問題がある。多くの光反射式センサは、これらの問題が少ない反面、光反射板が汚れ、光反射率が大きく変化した場合に、測定結果が変化し精度が確保できないという問題がある。3-200453号)。この高さセンサは、図1に示すように、第1の発光素子10及び第2の発光素子12から成る一対の発光素子を備えている。第1の発光素子10及び第2の発光素子12は被測定面14から異る距離離れた位置に配置されており、各々交互に発光される。第1の発光素子10の発光光度をC1,第2の発光素子12の発光光度をC2、被測定面14の反射率をRとすると、第1の発光素子10を発光させたときの受光素子16の出力E1は(1)式のようになる。第2の発光素子12を発光させたときの受光素子16の出力E2は(2)式に示すようになる。2]【0006】ここで、出力E1と出力E2との比をとると(3)式に示すようになり、出力の比E1/E2は被測定面14の反射率Rの影響を受けなくなる。3]【0008】したがって、被測定面14の反射率Rが汚れ等によって変化し、出力E1、E2が図2に示すように低下した場合であっても、出力の比E1/E2を用いることによって被測定面14の汚れによる影響を防止することができる。circuitを設け、第1の発光素子10、第2の発光素子12を交互に発光させ、被測定面14で反射された光を受光すると共に受光量に応じた信号を出力する受光素子16から出力される信号を対数変換回路によって対数変換する。signal.対数変換回路出力は、フィルタによって直流成分、すなわち発光素子の発光周波数未満の信号成分が除去される。残った交流成分のピークからピークまでの値は、第1の発光素子10を発光させたときに受光素子16から出力された信号の対数変換値から第2の発光素子12を発光させたときに受光素子16から出力された信号の対数変換値を減算した値、即ち第1の発光素子10を発光させたときに受光素子16から出力される信号と第2の発光素子12を発光させたときに受光素子16から出力される信号との比に対応する。従って、このフィルタ出力を整流することによって第1の発光素子10から被測定面14までの距離xに対応する信号を得ることができる。[0009]【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の高さセンサでは、図1に示すように、1対の発光素子を水平距離Lを隔てて配置しているため、1対の発光素子から発光された光の照射領域が交わらない領域、すなわち、図1の直線Aより上側の近距離領域では、受光素子の受光量が急激に低下し、光反射板と発光素子との間の距離を検出することが困難になる、という問題がある。that.【0010】また、高さ方向にオフセット量Xo隔てて1対の発光素子を配置する必要があるため、高さセンサの高さ方向の寸法が長くなり、高さセンサが大型になる、という問題がる。この問題を解決するには、オフセット量Xoを小さくすれば良いが、オフセット量Xoによって光反射板の反射率の影響を防止しているため、オフセット量Xoを小さくすると精度が悪化する。Xo.【0011】本発明は上記問題点を解決するために成されたもので、近距離領域でも被測定面までの距離を検出することができる高さセンサ及びこの高さセンサを利用した空気ばねを提供することを第1の目的とする。object.【0012】また、本発明は高さ方向の寸法が小さくかつ測定精度が良好な高さセンサ及びこの高さセンサを利用した空気ばねを提供することを第2の目的とする。1及び第2の側面で反射し、第1及び第2の側面から被測定面までの光路同士が接近若しくは略一致する反射手段と、前記第1及び第2の発光素子から発光されて被測定面で反射された光を受光すると共に受光量に応じた信号を出力する受光素子と、を含んで構成されている。second2の側面で反射し、第1及び第2の側面から被測定面までの光路同士が接近若しくは略一致する反射手段を設けたことを特徴とする。surfaceる第1の反射手段と、第1及び第2の発光素子と略同一の平面上に配置され、第1の発光素子から被測定面までの光路長と第2の発光素子から被測定面までの光路長との間に光路差が生じるように、第1及び第2の発光素子から発光された光の少なくとも一方を反射する第2の反<br/>射手段と、前記第1及び第2の発光素子から発光されて被測定面で反射された光を受光すると共に受光量に応じた信号を出力する受光素子と、を含んで構成されている。[0017]【作用】請求項1の発明は、被測定面から離れた位置に配置された第1及び第2の発光素子を備えている。theが反射面で構成されている。and第2の側面から被測定面までの光路同士が接近または略一致するようにする。reducedています。secondの側面から被測定面までの光路同士が接近または略一致されているため、第1の発光素子から発光された光の照射領域と第2の発光素子から発光された光の照射領域とが交わる領域が広くなり、発光素子から近距離の領域でも被測定面を検出することができる。the,受光素子によって受光され、この受光量に応じた信号が出力される。この受光量に応じた信号から被測定面までの距離を検出することができる。amount.【0018】請求項2の発明の空気ばねでは、ばね上側部材及びばね下側部材の一方に反射板が取付けられ、ばね上側部材及びばね下側部材の他方に第1及び第2の発光素子と該第1及び第2の発光素子から発光されて反射板で反射された光を受光すると共に受光量に応じた信号を出力する受光素子とが取付けられている。a1及び第2の側面で反射し、第1及び第2の側面から被測定面までの光路同士が接近若しくは略一致する反射手段が設けられている。従って、第1の発光素子から発光された光の照射領域と第2の発光素子から発光された光の照射領域とが交わる領域が広くなり、発光素子から近距離の領域でも被測定面を検出することができる。light設けている。elementの領域でも被測定面を検出することができる。scanペースを小さくすることができる。measuredことができる。参照して本発明の実施例を詳細に説明する。本実施例は本発明の高さセンサを車高センサとして用い、この車高センサを車両用空気ばねに内蔵させたものである。vehicle.【0022】図3に示すように、車体20と振動受け側の板ばね21との間には空気ばね24が設けられている。242が設けられている。34が内蔵されており、この車高センサ34は車高を制御する制御回路38に接続されている。この空気ばねによれば、車高センサ34で検出された車高に基づいて空気ばね内の空気圧を調節することにより車高やばね定数を調節することができる。34.【0023】図4に示すように、空気ばね24は、略円筒状のゴムスリーブ28を備えている。memberの周囲にかしめられている。ゴムスリーブ28の他端側には、ゴムスリーブ28内に進入可能なピストン30が設けられており、ゴムスリーブ28の他端部はばね下側部材である押え金具32によってピストン30に取り付けられている。これによって、ゴムスリーブ28内に密閉された空間が形成されている。26にはゴムスリーブ28内の空気圧を調節するための導管25がエンドキャップ26を貫通して設けられている。エンドキャップ26の裏面には車高センサ34が取り付けられている。324と対向する位置には反射板36が取り付けられている。車高センサ34と反射板36の取付位置を逆にしてもよい。r2、r3を備えた三角錐状の反射部材64を備えている。3,三角錐状の樹脂部品に金属めっきを施すことにより形成されている。一つの反射面r1に対向するように第1の発光素子10が配置されおり、他の反射面r2に対向するようにミラー66が配置され、このミラー66に光を照射するように、第2の発光素子12が配置されている。3手段に相当するもので、発光素子10、12から発光された光に光路差を生じさせる。発光素子10、12は同一水面上に位置している。第1の発光素子10から発光された光は反射面r1で反射されて90°方向が変化され、紙面と直交する方向に反射される。第2の発光素子12から発光された光はミラー66で反射されて方向が変化された後反射面r2で反射されて90°方向が変化され紙面と直交する方向に反射される。これによって、発光素子10、12を水平方向に隔てて配置しても発光素子10から発光されて反射面r1で反射された光の光路と、発光素子12から発光されて反射面r2で反射された光の光路とが接近することになる。これらの光路が略一致するようにしてもよい。d1は発光素子12からミラー66までの光路長、d2はミラー66から反射面r2までの光路長である。この光路差Dは、図1のオフセット量Xoに相等するものである。この光路差Dは小スペース内でも大きくすることができるため、センサ精度を向上することができる。accuracy.【0025】反射部材64の反射面r3に対向するように、ミラー68が配置され、このミラー68に対向するように受光素子16が配置されている。ミラー68と受光素子16との間には集光レンズ70及び所定の絞り板72が配置されている。64の反射面r1、r2で反射された光は反射板36に照射され、反射板36で反射された後、反射面r3で反射され、ミラー68、集光レンズ70及び絞り板72を介して受光素子16に受光される。10,第2の発光素子12の各々にはドライブ回路40、ドライブ回路42が接続されている。40,42にはセンサが要求される測定周期から計算された時分割駆動周波数で発振する発振器44が接続されている。42を介して時分割駆動周波数で交互に発光される。このドライブ回路40、42及び発振器44は発光コントロール回路を構成する。カットオフ周波数を有するハイパスフィルタ48を介して全波整流回路50に接続されている。48及び全波整流回路50は受光信号処理回路を構成する。circuit.【0029】以下本実施例の動作を説明する。44は、ドライブ回路40、42を介して第1の発光素子10、第2の発光素子12を交互に発光させる。36で反射されて受光素子16に受光される。16は受光量に応じたレベルの信号を出力し、この信号は対数変換器46によって対数変換される。Aは対数変換器46の出力波形を示すものである。成分、すなわち直流成分が除去され、図8の曲線Bに示すように交流成分のみになる。12出力との比E1/E2の対数になる。50は、ハイパスフィルタ48出力を全波整流し、直流に変換する。したがって、この全波整流回路50出力は車高センサ34から反射板36までの高さ、即ち車高を表すことになる。height.【0030】本実施例によれば、発光コントロール回路及び受光信号処理回路をアナログ回路によりシンプルに構成したことにより、センサと一体に組み込むことが可能となる。このため、メンテナンス性が向上し、小スペース化を図ることができ、取り付け工程の削減を行うことができる。38内に設けてもよい。within.【0031】次に第1実施例の変形例を図9を参照して説明する。この変形例は、全波整流回路50に代えて半波整流回路52及びローパスフィルタ54を設けたものである。この変形例によれば、ハイパスフィルタ48出力は半波整流回路52によって半波整流され、ローパスフィルタ54によって平滑化され第1実施例と同様の車高信号が得られる。obtained.【0032】次に図10を参照して本発明の第2実施例を説明する。本実施例は第1実施例のハイパスフィルタ48、全波整流回路50に代えてサンプルホールド回路と引算回路とを用いたものである。対数変換器46は第1のサンプルホールド回路58、第2のサンプルホールド回路60に接続されている。第1のサンプルホールド回路58、第2のサンプルホールド回路60は引算回路62に接続されている。発振器44は第1の発光素子10、第2の発光素子12を交互に発光させるのに同期して第1のサンプルホールド回路58、第2のサンプルホールド回路60で信号がホールドされるように制御する。Control.【0033】以下本実施例の作用を説明する。44は、第1の発光素子10、第2の発光素子12を交互に発光させるのに同期して第1のサンプルホールド回路58、第2のサンプルホールド回路60に第1の発光素子10を発光したときに対数変換器46から出力される信号、第2の発光素子12を発光させたときに対数変換器46から出力される信号が各々ホールドされるように制御する。第1のサンプルホールド回路58、第2のサンプルホールド回路60出力は図11のC、Dに示すようになる。引算回路62は第1のサンプルホールド回路58出力と第2のサンプルホールド回路60出力との差を演算し、図11に示す信号Eを出力する。Eは第1実施例と同様に車高を表している。embodiment.【0034】上記では本発明の高さセンサを車高センサとして用いた例について説明したが、本発明の高さセンサは、車両用バックセンサ、レベルセンサ、工作機械の位置センサ等として利用することもできる。arranged,ミラー74によって一方の発光素子から発光された光を反射してもよい。上記では三角錐状の反射部材を用いたが、通常のミラーを用いるようにしてもよい。上記では発光素子を交互に発光させたが、異る波長の光を発光する発光素子を用いて同時に発光させてもよい。この場合には、反射板で反射した光を波長毎に分離し、2つの受光素子で受光する。elements.【0035】以上説明したように本実施例によれば、小スペースのセンサケース内で大きな光路差、すなわちオフセット量を確保することができるため、センサの精度が向上する。近距離での測定不能領域を小さくすることができ、測定レンジが長くなると共に近・中距離での測定精度が向上する。by,結果として信頼性が向上する。泥水や路面からの石はねからも保護される。surface.【0037】更に、従来の外付センサと異なり、頑丈で完全防水となる様なケースを必要とせず、例えば、樹脂性ケースで十分である。この為、軽量小型、低コスト化が図れる。achieved.【0038】空気ばね内のセンサは、空気ばね組立時に容易に空気ばね内に取付可能であり、他の外付センサの様に、車への取付工数が不要であり、また、取付後の調整も不要となり、総合的にエアサスペンションのコストの低減が可能になる。suspension.【0039】また、一般産業機械の領域においても、低コストな光式変位計を提供できる。anti-vibration,免震目的で、空気ばね支持を必要としている設備に対して、センサ外付化の必要が無い空気ばねを提供可能となり産業上の利用にも十分供せられる。travel,外光変化の影響を取り除く工夫、例えば、発光強度を変調し、受光回路に変調光強度のみを検出するフィルタを取付ければ(一般に行なわれている)、路面反射率変化の影響を受けない路面高さセンサとすることも可能である。これにより低コストな光学式変位計として一般産業機械向け変位計も実現できる。[0041]【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によれば、近距離でも被測定面までの距離を検出することができる測定レンジが長い高さセンサを提供することができる。sensor.【0042】更に、請求項2の発明によれば、近距離でも被測定面までの距離を検出することができる高さセンサを備えた空気ばねを提供することができる。3被測定面までの距離を検出することができ、反射面等の汚れに影響されることなく距離を検出することができる小型の高さセンサを提供することができる。[0044]【0045】これらの空気ばねを車両用に使用することで、センサが外部からの石はね、泥、水などから防護されるため故障の少ない信頼性の高い空気ばねシステムを提供することができる。DRAWINGS【図1】発光素子をオフセットさせて配置した高さセンサの原理を説明するための概略図である。offset.【図2】図1の高さセンサの発光素子出力と高さとの関係を示す線図である。FIG.【図3】空気ばねを車両に取り付けた状態を示す概略図である。vehicle.【図4】空気ばねの断面図である。spring.【図5】高さセンサの概略図である。sensor.【図6】図5の高さセンサの側面図である。FIG.【図7】第1実施例の高さセンサと信号処理回路のブロック図である。embodiment.【図8】図7の各部の波形を示す線図である。FIG.【図9】第1実施例の変形例を示すブロック図である。embodiment.【図10】第2実施例を示すブロック図である。embodiment.【図11】図10の各部の波形を示す線図である。10.【図12】発光素子の他の配置例を示す概略図である。接近若しくは略一致する反射手段を設けたことを特徴とする空気ばね。