JP2005525268A - バウンドセンサを備えたゴム軸受け - Google Patents

Abstract

本発明は、車両のホイールサスペンションのリンクのための軸受けであって、少なくとも１つの軸受け（１１，２１，３１，４１）内に又は軸受けに配置されたセンサ（１８，２８，３８，４８，５８）が、軸受け（１１，２１，３１，４１）により互いに結合された車両部分の相対的な運動を検出する形式のものに関する。

Description

本発明は、車両のホイールサスペンションのリンクのための軸受けに関する。

例えばキセノンヘッドランプを備えた現代の車両では、照射距離調整装置が不可欠である。この照射距離調整装置は、車両の上下振れを、バウンド角度を介してセンサによって検出し、アクチュエータを介してヘッドランプ位置を調整する。このようなセンサは、独立した構成グループとしてホイールハウジング内に取り付けられ、ロッドによって車体のリンクに結合される。この場合、このために使用される構成部材が比較的大きく、ひいては著しく大きい構成スペースを必要とすることが欠点である。ホイールハウジング内にシステムを配置することにより、このホイールハウジングは、飛石の衝突を受けやすい。高い組付けのコストだけでなく、このようなシステムは複数の個々のステップにおいて手間をかけて調整されなければならないことはさらに不利である。

そこで本発明の課題は、自動車のバウンドを簡単な手段で検出するための簡単な可能性を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部に記載の軸受けにより解決される。この軸受け別の有利な構成が、従属請求項の特徴部に明らかである。同時に、独立請求項１５の特徴部に記載の軸受けの使用下に車両のバウンドを検出するシステムが請求される。

本発明の根底にある発明思想は、車両ホイール又は車軸がバウンドした場合に、少なくともホイールキャリアを車体に結合する車両部分、例えばストラット若しくはリンクが旋回若しくは運動せしめられることにある。リンクは、一般にピボット軸受けにより車体で支承されている。このピボット軸受けは、特にゴム軸受けの形で形成されていてよい。バウンド若しくはリバウンド時のリンクの旋回運動は、本発明の思想によれば直接にセンサにより検出される。このセンサは、軸受け、特にゴム軸受け内に、又はゴム軸受けに配置されている。この場合、有利には、車体に堅固に結合されている軸受けが選択される。リンクの軸受けで検出されたバウンド若しくはリバウンドは、この場合、例えば車体には、動的な照射距離調整装置のための情報として提供され得る。有利には、バウンドの大きさの検出は非接触に行われ、これにより、生じる摩擦による摩耗はもたらされない。軸受け内へのセンサの組込みにより、別個のケーシングは必要とされない。しかしながら、センサを別個のケーシング内に配置し、軸受けと結合することは当然のことながら可能である。同時に、バウンドを検出するための装置をモジュールの形で形成することもできる。このモジュールは、軸受けの直接の近傍に配置可能である。これにより、磁石により形成された磁界は、例えばホールセンサにより検出することができる。しかしながら、同様にバウンドの検出のために電界又はそのほかの界を使用することもできる。

車軸若しくは車両ホイールの運動全体は、車両を操作する人員により、ホイールのバウンド若しくはリバウンドとして感知される。純粋なバウンド若しくはリバウンドのほかに、特にゴム軸受けは、さらに両方の別の空間軸線を中心とした角度運動をわずかながら可能にする。さらに、空間軸線に沿った小さい摺動運動が可能である。それ故、純粋なバウンドを検出する場合には、生じた妨害値に注意すべきである。これにより、例えばバウンド角度を検出するためのセンサと、妨害値を検出するための１つ又は複数のセンサとを使用することができる。しかしながら、センサ若しくはセンサの構成を的確に配置及び／又は選択した場合には、バウンド角度のセンサのみにより正確に測定され得る。軸受け及び／又はホイールサスペンション若しくは車軸の構成も、妨害値が最小化されることに貢献する。有利には、双極の配向を有するセンサリング値を用いるセンサが使用される。例えば極めて高い精度によりゼロ位置を検出したい場合には、ホールセンサ及びバイアスをかけられた磁界を使用することが提案される。この場合には、妨害値は、対応する大きさのゼロ磁場により補償され得る。ホールＩＣの有利な使用時には、例えば磁石はホールＩＣ自体の寸法よりも著しく大きく形成されている。磁気抵抗性のセンサは、ホールＩＣとは異なり、磁界強さではなく、磁界方向のみを検出する。このことは、バウンドの検出のためには有利である。

次に図面につき、本発明の思想の複数の可能な構成を詳しく説明する。

図１は、ゴム軸受け１の横断面図並びに平面図を示している。このゴム軸受け１は、従来技術によるものである。このゴム軸受け１は、アウタリング２並びにインナリング４を有している。これら両方は、ゴムリング３により互いに結合されている。この場合、リングという概念は本明細書の範囲では狭く解釈されるべきではなく、円形とは異なった横断面を有するものも可能である。アウタリング２は、例えば、車両のリンクに不動に固定され、かつインナリング４は、中空室５により、例えば車両の車体の一部を環状係合し、これに結合されている。ゴムリング３のゴムたわみ作用に基づいて、リンク（図示しない）及び車体（同じく図示しない）は、所定の範囲で互いに運動することができる。一般にゴム軸受けは次のように、すなわち、車両のバウンドが、アウタリング２に対するインナリング４のねじれ、ひいては同時にゴムのたわみ運動を引き起こすように固定されている。バウンドに基づく角度変化が、図１には矢印Ｅにより示されている。

図２から判るように、ゼロ位置からのバウンド若しくはリバウンド（矢印Ｅ）は、一般に約±２０度の典型的な角度変化を引き起こす。バウンド運動のほかに、さらに小さい摺動運動が空間軸線に沿って可能である。これらの空間軸線は、矢印Ｈ，Ｒ及びＫにより示されており、場合によってはバウンド角度の測定誤差につながる妨害運動である。妨害運動Ｈは、鉛直方向の摺動運動を表している。矢印Ｒは、水平方向の摺動運動を表している。矢印Ｋは、鉛直方向にも水平方向にも生じ得るカルダン運動を表している。この場合、鉛直方向とは、軸受けの長手方向軸線に対して垂直な方向であり、水平方向とは、長手方向軸線に対して垂直かつ鉛直方向に対して垂直な方向を意味する。この場合、長手方向軸線は、アウタリング若しくはインナリングの中心軸線として規定することができる。妨害値は全て適宜なセンサにより直接に検出することができる。しかしながら、このことは不利には大きい数量のセンサを必要とし、これにより、実際のバウンド若しくはリバウンドを検出するための手間が著しく大きい。妨害値をほぼ排除するためには、双極の配向を有する磁界を検出することのできるセンサが提案される。このためには、例えば、図３から８までに示した磁気システムが適している。しかしながら、光学的、誘導的又は容量的な測定装置を、バウンド若しくはリバウンド角度を検出するために設けることも可能である。しかしながら、簡単な構成とわずかなメンテナンス手間、並びに汚れに対する耐性に基づき、磁気システムが優れている。極めて高い精度によりゼロ位置を検出したい場合には、例えばバイアスをかけられた磁界でホールＩＣによりゼロ磁場をセンサリングすることが提案される。磁極リングの対応した磁界が、図８に示されている。しかしながら、まず図３、図４、図５、図６及び図７につき、本発明による軸受けの幾つかの可能な構成を説明したい。

図３は、外側の磁石構成７を示している。この磁石構成７の中央には、中心に、接続部８ａを備えたホールセンサ８が配置されている。磁石構成の磁石７とホールセンサ８との間には、エアギャップ９が位置している。磁界は、金属ポットの形の磁気的な連結部６を介して閉じられている。この金属ポットは、例えばゴム軸受けのアウタリングに固定されていてよい。これに対してホールセンサ８は、ゴム軸受けのインナリングに固定されている。アウタリングとインナリングとが互いに対して運動した場合、特にねじれた場合、ホールセンサの領域の磁界は変化し、このことは、ホールセンサ８自体により磁界変化として検出され、次いでバウンド角度Ｅが検出され得る。磁石の間には磁界が形成されている。この磁界は、例えばゼロから上昇して磁極に向かって増加する。ホールＩＣを、正確にゼロ磁場に位置するように磁石の間に固定した場合、ホールＩＣの、磁石に対する相対的な小さい運動時には、すでにホールセンサではホール電圧の大きい電圧変化を観察することができる。この方法は、したがって小さい運動の検出のために非常に適している。このようなセンサ機構の組込みは、市販のゴム軸受けの場合にも問題なしに可能である。場合によって生じる妨害運動による測定誤差を補償するためには、付加的なセンサを設けることができる。したがって、例えば、磁気抵抗性のセンサ又はホールセンサを、互いに９０度の角度で配置することができ、これにより、前記妨害値が検出される。

図４は、ゴム軸受けの第１の可能な構成１１を示している。この場合、上側には開口がフライス加工により設けられており、これにより、側方から見た場合インナリング１４が露出している。インナリング１４は面取りされた平坦な面１４ａを有している。この面１４ａには、固定部材１０が不動に配置されている。この固定部材１０の自由な端部１０ａはそれぞれ磁石１７を有している。ゴム軸受けのアウタリング１２には、固定構造１８ｂを介してホールセンサ１８が配置されている。このホールセンサ１８は磁石１７の間に位置している。インナリング１４がアウタリング１２に対してねじられた場合（これはバウンド若しくはリバウンドに相当する）、ホールセンサ１８は、左又は右の磁石１７に向かって運動し、これにより、ホールセンサ１８の領域で磁界が変化する。磁界のこの変化は、後置された電子機構（図示しない）により検出され、これにしたがってセンサの信号によりバウンド角度Ｅが算出可能であり、車両の後置されたシステムに提供され得る。ホールセンサ１８のための保持装置１８ａ，１８ｂにより、ゴム軸受け１１の切り取られた領域がシールされるように閉鎖され、これにより、センサ１８及び磁石１７の領域に汚れが達することができないようになっている。

図５は、ゴム軸受け２１の第２の可能な構成を示している。これは図４によるゴム軸受け１１と類似した形で構成されている。しかしながら、センサ２８並びに磁石２７は、ゴム軸受け２１の端面に配置されている。したがって、横断面で見て円形のインナリング２４の端面には、平行六面体状のブロック２４ａが構成されている。このブロック２４ａは、インナリング２４の端面２４ｂを越えて突出している。インナリングの構成された領域の形状は、当然のことながら任意に選択することができる。この平方六面体状の突出部２４ａは、保持装置２０により周囲から係合されている。この保持装置２０の自由な端部２０ａには磁石２７が配置されている。保持装置２０の自由な端部２０ａは、平方六面体状の突出部２４ａを越えて突出しており、これにより、磁石２７の間にはセンサ２８を配置することができるようになっている。このセンサ２８は、保持装置２８ｂを介してゴム軸受け２１のアウタリング２２に固定されている。磁石２７並びにセンサ２８のためのスペースは、安定化する中間リング２６、インナリング２４及びゴムリング２３のフライス加工により得られる。センサ２８を固定するための付加的な保持装置２８ｂを設けないことも可能である。むしろアウタリング２２が、直接に、又は付加的な中間部材を介してセンサ２８を固定するために働く。

図６は、磁気抵抗性のセンサにより自動車のバウンド深さを検出するためのゴム軸受けの第３の可能な構成を示している。この場合、ゴム軸受け３１にはインナリング３４に、半径方向及び求心的に配向された（Ｎ極とＳ極とに分極された）磁石の交互の順序から成る磁極リング３７が固定されている。この場合、それぞれの磁石の配向は、Ｎ極を基点として同じ磁石のＳ極の方向へ向けられている。センサ３８は固定装置３８ａを介して、ゴム軸受け３１のアウタリング３２に固定されている。インナリング３４がアウタリング３２に対してねじられ、ゴムリング３３がたわんだ場合には、センサ３８の領域の磁界が変化し、これにより、弾み高さＥ若しくはバウンド角度Ｅが検出可能である。磁極リング３７が、ゴム軸受け３１の軸線方向の中央に配置されている場合、センサ３８を構成するために、ゴムリング３３並びにアウタリング３２が少なくとも部分的に除去されることが不可欠である。これに対して、磁極リング３７がゴム軸受け３１の端面に配置されている場合には、同様にセンサ３８はアウタリング３２の端面に配置することができる。

磁石とセンサとが軸受けの端面に配置されている、本明細書に記載の可能な全ての構成では、カバー又はケーシングを設け、これらのカバー又はケーシングが、センサユニットを汚れ及び機械的な損傷に対して保護するようにすることが当然のことながら可能である。

図７は、ゴム軸受け４１の別の可能な構成を示している。この場合、磁気抵抗性のセンサ４８が、ゴム軸受けのインナリング４４に配置されており、かつアウタリング４２には磁極リング４７が配置されている。この場合、すでに説明した形式で、インナリング４４に対するアウタリング４２のねじれが、磁気抵抗性のセンサ４８の領域で変化する磁界により検出される。

図８は、磁極リング５７の可能な磁力線Ｍが示されている。この磁極リング５７は、ゴム軸受けのインナリング５４に固定されている。磁気抵抗性のセンサ（ＭＲＳ）５８が、磁界Ｍの領域に配置されており、軸受けのアウタリング（図示しない）に不動に固定されている。自動車がバウンドした場合には、磁極リング５７がＭＲＳに対して相対的に運動し、この場合にＭＲＳの領域の磁界が相対運動に基づいて変化することが判る。ＭＲＳ５８自体は、接続部５８ａを介して、後置された電子機構に電気的に接続されている。ＭＲＳ５８を適宜に選択した場合には、１度よりも著しくわずかな角度運動が確実に検出され、これにより、バウンド角度の正確な測定が可能である。

当然のことながら、センサも磁石若しくは磁極リングもモジュール形式に、手元にあるゴム軸受けに配置可能である。この場合には対応した固定装置若しくは固定手段が設けられており、これにより、磁石並びにセンサは、ゴム軸受けのアウタリング若しくはインナリングに固定可能になっている。同様に、中間リング１６，２６を設けた場合には、磁石又はＭＲＳはこの中間リングに固定可能若しくは配置可能であることはもちろんである。しかしながら、互いに最大の相対運動を行う、軸受けの部分をそれぞれ選択することは有意義である。

本発明の思想には、原理的に全ての種類の軸受けが含まれている。ゴム軸受けが多く使用されることに基づいて、本発明の思想を単にゴム軸受けを例にとって図示し説明した。

軸受けの可能な典型的運動を示す、従来技術によるゴム軸受けの横断面図及び平面図である。

バウンド運動のほかに所定の妨害値のみが生じるゴム軸受けの横断面図である。

バウンドを検出するための、磁極リングの中央に配置されたホールセンサを示す横断面図である。

本発明による軸受けの第１の可能な構成を示す横断面図である。

本発明による軸受けの第２の可能な構成を示す横断面図である。

本発明による軸受けの第３の可能な構成を示す横断面図である。

本発明による軸受けの第４の可能な構成を示す横断面図である。

磁気抵抗性のセンサにより磁極リングの磁界を検出するための概略図である。

符号の説明

１ 従来技術によるゴム軸受け、 １０，２０ 磁石のための固定装置、 １０ａ，２０ｂ 磁石を保持するための固定装置の自由な端部、 １１，２１，３１，４１ 軸受けの種々異なった構成、 ２，１２，２２，３２，４２ 軸受けのアウタリング、 ３，１３，２３，２２，３２ 軸受けのゴムリング、 ４，１４，２４，３４，４４ 軸受けのインナリング、 ５，１５，２５，３５，４５ 軸受けのインナリングの中空室、 ６ 磁石の後方連結部、 １６，２６ 軸受けの中間リング、 ２７，３７，４７ 磁極リング、 １８，２８ センサ、特にホールセンサ、 ３８，４８，５８ センサ、特に磁気抵抗性のセンサ、 ８ａ，１８ａ，２８ａ，５８ａ，センサの電気的な接続部、 １８ｂ，１８ｃ，２８ｂ センサのための保持装置、 ３８ａ，４８ｂ ゴムリングの切欠き、Ｅ 軸受けのバウンド運動、 Ｈ，Ｋ，Ｒ 妨害値に基づく妨害運動

Claims (16)

1. 車両のホイールサスペンションのリンクのための軸受けであって、軸受け（１１，２１，３１，４１）内に、又は該軸受け（１１，２１，３１，４１）に配置された少なくとも１つのセンサ（１８，２８，３８，４８，５８）が、前記軸受け（１１，２１，３１，４１）により互いに結合された車両部分の相対的な運動を検出することを特徴とする、車両のホイールサスペンションのリンクのための軸受け。
2. 少なくとも１つのセンサ（１８，２８，３８，４８，５８）が、軸受け（１１，２１，３１，４１）により互いに結合された車両部分のねじれ、旋回及び／又は摺動を検出する、請求項１記載の軸受け。
3. 少なくとも１つのセンサ（１８，２８，３８，４８，５８）が、軸受け（１１，２１，３１，４１）により互いに結合された車両部分のねじれを検出し、かつ少なくとも１つのセンサが、軸受け（１１，２１，３１，４１）により互いに結合された車両部分の相対的な摺動を検出する、請求項１記載の軸受け。
4. 軸受け（１１，２１，３１，４１）が、ゴム軸受けである、請求項１から３までのいずれか１項記載の軸受け。
5. ゴム軸受け（１１，２１，３１，４１）が、アウタリング（１２，２２，３２，４２）とインナリング（１４，２４，３４，４４，５４）とを有しており、該アウタリングとインナリングとの間に、ゴムリング（１３，２３，３３，４３）が配置されている、請求項４記載の軸受け。
6. 少なくとも１つの磁石（１７，２７，３７，４７，５７）が、軸受け（１１，２１，３１，４１）内に、又は該軸受け（１１，２１，３１，４１）に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の軸受け。
7. 軸受け（３１，４１）が、磁極リング（３７，４７，５７）を有しており、該磁極リング（３７，４７，５７）の磁界が、センサ若しくは磁界センサ（３８，４８，５８）により検出される、請求項１から６までのいずれか１項記載の軸受け。
8. 磁極リング（３７，５７）が、ゴム軸受け（３１）のインナリング（３４，５４）に固定されており、特に該インナリング自体を形成している、請求項７記載の軸受け。
9. 磁極リング（４７）が、ゴム軸受け（４１）のアウタリング（４２）に直接に、又は中間部材を介して固定されているか、又は前記アウタリング自体を形成している、請求項７記載の軸受け。
10. センサが、少なくとも２つの磁石の間の中央に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の軸受け。
11. 両方の磁石の同種の極が互いの方に向けられている、請求項１０記載の軸受け。
12. センサが、磁気抵抗性センサ又はホールセンサである、請求項１から１１までのいずれか１項記載の軸受け。
13. 軸受けの運動が、容量的又は誘導的に検出される、請求項１から５までのいずれか１項記載の軸受け。
14. 少なくとも１つのセンサが、ケーシング内に配置されており、該ケーシングが、軸受けに固定されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の軸受け。
15. 請求項１から１４までに記載の軸受けを使用して車両のバウンドを検出するためのシステムであって、データ処理ユニットが、センサデータから、車両の少なくとも１つのホイール若しくは車軸のバウンド若しくはリバウンドを算出する、請求項１から１４までのいずれか１項記載軸受けを使用して車両のバウンドを検出するためのシステム。
16. バウンドの大きさが、車両ヘッドランプの高さ調節及び／又は車両のレベル調整のために使用される、請求項１５記載のシステム。

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