JP2008506905A - 一体化された変位センサをもつショックアブソーバ - Google Patents

Abstract

ショックアブソーバ（１０）は、シリンダ（１４）、シリンダに連結されたピストンロッド（１６）、及び、ピストンロッドに連結されたピストンとを含む。ピストンロッドは、磁気的にエンコードされ、その結果、それは複数の磁性相変化を有する。相変化は、シリンダに対するピストンロッドの位置が計測されるのを許容し、その結果、変位センサとして機能することができる。

Description

関連する出願
この出願は、２００４年の７月１４日に出願された米国の仮の特許出願第６０／５８７，５５２号の利益を主張し、その明細書は参照によりここに組み込まれる。

本発明の一実施形態は、車両用のショックアブソーバを対象とする。より詳しくは、本発明の一実施形態は、一体された変位センサを含む車両用のショックアブソーバを対象とする。

多くの車両／自動車の適用は、入力信号として、車両本体（すなわち、ばね付質量）とサスペンション（すなわち、ばね無し質量）との間の距離を必要とする。このような適用の例は、自動化された車両レべリングシステム、セミアクティブ及びアクティブサスペンションシステム、及び、高輝度ヘッドライトのためのレベリングシステムを含む。

周知の応用では、入力信号は、通常別個に搭載された変位センサによって与えられる。これらのセンサは、一般的には、ばね付質量にブラケットを用いて搭載され、そして、ばね無し質量へ接続ロッド及びブラケットにより接続される。これらのセンサの各々は、それ専用の配線織機（ｌｏｏｍ）により別々に車両の電気システムに接続される。

しかしながら、上述したような周知の変位センサは、関係する数の部品と、センサを搭載するのに必要とされる仕事の量と、車両が製造用生産ラインを出た後のセンサの較正の必要性とが原因で高価となる。

前述したことに基づいて、削減された数の部品を有し、そして、削減された量の仕事及び較正を必要とする変位センサへの要求が存在する。

本発明の一の実施形態は、シリンダ、シリンダと連結されたピストンロッド、及びピストンロッドと連結されたピストンを含むショックアブソーバである。ピストンロッドは、磁気的にエンコードされ、その結果、複数の磁性相変化を含む。相変化は、シリンダに対するピストンロッドの位置が計測されるのを許容し、その結果、変位センサとして機能し得る。

本発明の一実施形態は、磁気的にエンコードされたピストンロッドをもち、車両に搭載されたショックアブソーバである。磁気的にエンコードされたピストンロッドは、ショックアブソーバシリンダに対するピストンロッドの位置が計測されるのを許容し、したがって、車両のためのショックアブソーバに一体化された変位センサをもたらす。

図１は、本発明の一実施形態に係るショックアブソーバ１０の一部破断図である。ショックアブソーバ１０は、ピストン１２、シリンダ１４、ピストンロッド１６及びオイル１８を含む。ショックアブソーバ１０は、周知の方法で車両における衝撃を吸収するように機能する。

ピストンロッド１６は、ショックアブソーバ１０が変位センサとしても機能することを許容する磁性材料２０でエンコードされている。ピストンロッド１６のエンコードされた磁性材料は、ピストンロッド１６の表面において局所的な材料相変化を生み出し、高い及び低い透磁率で材料相の転移を生じさせる。磁化率の違いが十分に大きいとき、転移は、周知の磁気センサ技術により検出されることができ、そして、ピストンロッド１６は、ショックアブソーバ１０に一体化される変位センサの一部として使用され得る。周知の磁気センサ技術の一例は、２００４年３月３日に提出され、“ディスポスティフ テレスコピック エイベック ディテクション エレクトロマグネティック デ ポシション”と題するフランス国特許出願第０４−０２１７５号に開示されている。

図２は、ピストンロッド２６の側面図であり、本発明の一実施形態による磁気エンコーディングのための製造ステップを図解している。一の実施形態において、ピストンロッド２６は、ステンレススチールから形成されている。他の実施形態では、ピストンロッド２６は、冷間変形又は他のタイプの変形の影響の下で相変化に対して敏感であるあらゆる材料から形成することができる。

ステップ２０において、溝輪郭は、ピストンロッド２６の表面で加工される。ステップ２２において、溝の上部部分はハンマリング又は圧縮工程により変形され、必要とされる局所的な相変化を与える。最終的には、ステップ２４において、ハンマリング工程の後、ロッドの平坦化された外形は、要求される直径と表面粗さの平坦に研削される。その結果、ピストンロッド２６の表面の変形部分２８の下の材料相は、初期材料相として異なる相対的な透磁率（“μｒ”）をもち、そして、磁気エンコーディングを与える。

図３は、ピストンロッド３６の側面図であり、本発明の一実施形態による磁気エンコーディングのための製造ステップを図解している。一の実施形態では、ピストンロッド３６は、ステンレススチールから形成される。他の実施形態では、ピストンロッド３６は、冷間変形又は他のタイプの変形の影響の下で相変化に対して敏感であるあらゆる材料から形成することができる。

初期ロッド表面において（ステップ３０）、溝輪郭は、ピストンロッド３６の表面に（ステップ３２）変形され、局所的な材料相変化のための必要とされる変形を与える。ステップ３４において、ロッド３６は、要求される直径まで研削され、適用される変形のピークを除去し、そして、磁気プロファイルを与える。結果として、ピストンロッド３６の表面の変形された部分３８の下での材料相は、初期材料相として異なる相対的な透磁率を有し、そして、磁気エンコーディングを与える。

図４は、本発明の一の実施形態による一体化された変位センサをもつピストンロッド４６の側面図である。一の実施形態では、ピストンロッド４６は、ステンレススチールから形成されている。一の実施形態では、ピストンロッド４６は、以下のように製造される。マスク４２はピストンロッド４６の表面に搭載される。ロッド１６のマスクされていない部分は、少なくともＭｓ（マルテンサイト変態の開始）温度まで冷却される。材料の局所的な冷却が原因で、現在の相は異なる相へ移り、そして、異なる透磁率をもつ。ロッド１６は、正確な直径と直線性に向けてさらに研削される。

図５は、ピストンロッド５６の側面図であり、本発明の一実施形態による磁気エンコーディングのための製造ステップを図解している。一の実施形態では、ピストンロッド５６はステンレススチールから形成されている。

ステップ５０において、溝はピストンロッドの表面に形成される。ステップ５２において、これらの溝はサーマルスプレー技術により満たされ、スプレー充填剤材料として、ピストンロッド材料と比べて著しく異なる相対的な透磁率をもつ材料を使用する。ステップ５４において、過剰な充填剤材料は、研削され、ロッドにそれの最終の直径及び粗さを与える。ステップ５８において、選択的な最終のステップとして、
必要とされる表面硬さ、耐食性、及び耐摩耗性を与えるために表面処理が付加される。

一体化された変位センサをもつピストンロッドの実施形態は、ステンレススチールロッドから形成されている。しかしながら、他の実施形態では、以下で開示されるように、一般的にショックアブソーバに使用される低炭素、硬質クロムめっきされたロッドがロッドを覆うアルミニウム又はステンレス管と併せて使用され得る。

図６は、ピストンロッド及び管組立体の側面図であり、ロッドを覆うステンレススチール管の組立体の複数の実施形態を図解している。第１に、細いステンレススチール管６１は、ロッドコア６３を覆うように組み立てられている。ステンレススチール管の固定は、様々な方法でなされる。管を加熱し、そして、それをスチールコアに圧入する（ステップ６０）。管をスチールコアに溶接する（ステップ６２）。あるいは、スチールコアへの管の機械的な固定（ステップ６４）。一の実施形態では、ロッドコアへの管の固定の後、組立体は、表面粗さを増すために、熱処理され、又は、表面処理され得る。

図７は、ピストンロッド及び管組立体の側面図であり、ロッドを覆うアルミニウム管の組立体の複数の実施形態を図解している。アルミニウムの細い管は、必要とされる表面硬さを達成するために陽極酸化されている。陽極酸化アルミニウム管７３は、スチールコアロッド７１を覆うように組み立てられ、そして、軸端側がゴムシール７４と固定されている。ピストン柱側の固定は、管をスチールコアに溶接すること（ステップ７０）及びスチールコアへの管の機械的固定（ステップ７２）を含めて様々な方法がなされ得る。

図８は、ピストンロッド及び管組立体の側面図であり、ロッドを覆うステンレススチール管のもう一つの実施形態を図解している。細いスチール管８０は、スチール金属コア８２を覆って摺動される。管は、スチールロッドコアに抵抗溶接されているカラー（リバウンドストップ）８４によりロッドコアに位置付けられている。他方側では、ステンレススチール管とスチールコアとの間の開口は、Ｏリング８６によりシールされている。ステンレススチール管の固定は、トップマウント固定、ロッドコアへのステンレススチール管の溶接、又は、ステンレススチール管とロッドコアとの間の機械的固定によりなされる。

記述したように、ショックアブソーバの本発明の実施形態は、磁気的にエンコードされたピストンロッドをもち、多くの部品、複数のセンサ、及びそれが車両に組み込まれた後のセンサの較正を必要とすることなく、ショックアブソーバが変位センサとして機能するのを許容する。

本発明のいくつかの実施形態は、特定的には、ここで図解され、及び／又は記述されている。しかしながら、本発明の修正と変形は、本発明の精神及び意図された範囲から離れることなく、上記の教示及び添付の特許請求の範囲内でにより保護されることは明らかである。

図１は、本発明の一実施形態に係るショックアブソーバの破断図である。 図２は、ピストンロッドの側面図であり、本発明の一実施形態に係る磁気エンコーディングのための製造ステップを図解している。 図３は、ピストンロッドの側面図であり、本発明の一実施形態に係る磁気エンコーディングのための製造ステップを図解している。 図４は本発明の一実施形態に係る、一体化された変位センサをもつピストンロッドの側面図である。 図５は、ピストンロッドの側面図であり、本発明の一実施形態による磁気エンコーディングのための製造ステップを図解している。 図６は、ピストンロッド及び管組立体の側面図であり、ロッドを覆うステンレススチール管の組立体の複数の実施形態を図解している。 図７は、ピストンロッド及び管組立体の側面図であり、ロッドを覆うアルミニウム管の組立体の複数の実施形態を図解している。 図８は、ピストンロッド及び管組立体の側面図であり、ロッドを覆うアルミニウム管の組立体の別の実施形態を図解している。

Claims (18)

1. シリンダと、
   前記シリンダに連結されたピストンロッドと、
   前記ピストンロッドに連結されたピストンとを有し、
   前記ピストンロッドは、第１の磁性相の第１の部分、及び第２の磁性相の第２の部分を備える、ショックアブソーバ。
2. 前記ピストンロッドは、表面を備え、前記第１の部分は、前記表面の一部を変形させることにより形成されている、請求項１に記載のショックアブソーバ。
3. 前記第１の部分は、前記ピストンロッドの一部を冷却することにより形成されている、請求項１に記載のショックアブソーバ。
4. 前記第１の部分は、前記ピストンロッドに第１の溝を形成し、そして、前記ピストンロッドとは異なる磁性相をもつ材料で前記第１の溝を満たすことにより形成されている、請求項１に記載のショックアブソーバ。
5. 前記ピストンロッドは、ステンレススチールロッドである、請求項１に記載のショックアブソーバ。
6. 前記ピストンロッドは、スチールコアに締結されたステンレススチール管を備える、請求項１に記載のショックアブソーバ。
7. 前記ピストンロッドは、スチールコアに締結されたアルミニウム管を備える、請求項１に記載のショックアブソーバ。
8. 前記シリンダ内の前記ピストンロッドの変位を計算するために、前記第１の部分と前記第２の部分との間の磁性の転移を検出する回路をさらに備える、請求項１に記載のショックアブソーバ。
9. ショックアブソーバピストンロッドの磁性相変化の少なくとも一の転移を検出し、
   前記転移に基づいてショックアブソーバシリンダ内のピストンロッドの第１の変位を計算し、
   前記第１の変位に基づいて、車両の第２の変位を計算する、
   ショックアブソーバピストンロッドの車両の変位を検出する方法。
10. 前記ピストンロッドは、第１の磁性相の第１の部分及び第２の磁性相の第２の部分を備える、請求項９に記載の方法。
11. 前記ピストンロッドは、表面を備え、前記第１の部分は前記表面の一部を変形することにより形成されている、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１の部分は、前記ピストンロッドの一部を冷却することにより形成されている、請求項１０に記載の方法。
13. 前記第１の部分は、前記ピストンロッドに第１の溝を形成し、そして、前記ピストンロッドとは異なる磁性相をもつ材料で前記第１の溝を満たすことにより形成されている、請求項１０に記載の方法。
14. ショックアブソーバシリンダと、
    前記シリンダ内に配置されているピストンロッドと、
    前記ピストンロッドに配置された第１の磁性相部分と、
    前記ピストンロッドに配置された第２の磁性相部分と、
    を備える車両のための変位センサ。
15. 前記第１の磁性相部分は、前記第２の磁性相部分とは異なる磁性相をもつ、請求項１４に記載の変位センサ。
16. 前記第１の磁性相部分は、前記第２の磁性相部分とは異なる相対的な透磁率をもつ、請求項１４に記載の変位センサ。
17. 前記第１の磁性相部分は、前記ピストンロッドの一部分を冷却することにより形成されている、請求項１４に記載の変位センサ。
18. 前記第１の磁性相部分は、前記ピストンロッドに第１の溝を形成し、そして、前記ピストンロッドとは異なる磁性相をもつ材料で前記第１の溝を満たすことにより形成されている、請求項１４に記載の変位センサ。

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