JP7130009B2 - 角度測定装置の配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分による車両のシャシにおける角度測定装置の配置構造に関するものである。

本出願人の特許文献１により車両用の車輪懸架部が知られており、コントロールアームは、軸受を介して旋回可能に車両の構造部に固定されている。以下ではシャシとも呼ばれる車輪懸架部には角度測定装置が設けられており、当該角度測定装置を用いて、構造部に対する軸受の旋回軸線を中心とするコントロールアームの旋回を検出することが可能である。角度測定装置は２つの構成要素、すなわちセンサ及び信号発信器を備えており、これら構成要素は、好ましくは磁気センサとして、及び磁石として形成されている。好ましい実施形態によれば、磁石は外側で旋回軸線の範囲においてコントロールアームに配置されており、磁気センサは車両に固定された特別なブラケットに配置されているため、磁石及び磁気センサは互いに作用結合されている。

独国特許出願公開第１０２００６０６１９７６号明細書 独国特許出願公開第１０３５８７６３号明細書

本発明の課題は、互いに相対的に旋回可能なシャシ構成要素における角度測定装置、特にセンサ及び信号発信器の改善された配置構造にある。

本発明は、請求項１の特徴を含んでいる。有利な実施形態は、従属請求項から明らかである。

本発明によれば、センサは旋回軸線の範囲においてコントロールアームに配置されており、信号発信器は旋回軸線に配置されているように構成されている。コントロールアーム及び自在軸受は、少なくとも１つの旋回軸線を中心として互いに相対的に可動であるとともに、したがって互いに異なる角度位置を占めることが可能である。各角度位置は、信号発信器とセンサの協働によって検出される。冒頭に挙げた従来技術に対して、センサの取付について追加のブラケットが不要であるという利点が得られる。なぜなら、センサが旋回軸線の範囲においてコントロールアームに直接配置されているためである。また、センサの本発明による配置構造により、好ましくはセンサハウジング内にあるセンサが周囲の有害な影響に対して保護されるという利点が得られる。旋回軸線あるいは自在軸受は、車輪側で、例えば車輪支持部において、又は車両側で、例えば補助フレーム若しくはリヤアクスルにおいて配置されることが可能である。両ケースでは、車輪支持部又は車両に対するコントロールアームの角度移動及び角度位置が検出される。

好ましい実施形態によれば、コントロールアームは、軸受側でリング状に形成された、収容開口部を有する穴部を備えており、当該収容開口部には、自在軸受、例えばゴム軸受が収容されている。

別の好ましい実施形態によれば、リング状の穴部は外面を備えており、当該外面にはセンサが配置及び固定されている。したがって、センサは、径方向において信号発信器の外部に配置されているとともに、リング状の穴部の壁厚によって信号発信器から分離される。

別の好ましい実施形態によれば、凹部の形態のポケット部が外面へ形成されており、その結果、センサがコントロールアームにおいて好ましくは接線方向へのガイド部を含んでいる。センサはコントロールアームに固定されており、このことは、コントロールアームとのセンサハウジングの係合によって、又は追加的な結合手段、例えば螺着によってなされることが可能である。ポケット部は、好ましくは２つの平行なガイド面及び端面側の１つの当接面を備えている。第３の側面は開放されており、その結果、センサは、ポケット部へ押し込まれることができるとともに、そこに固定されることが可能である。当該配置構造において、センサと信号発信器の間の比較的わずかな間隔が有利であり、その結果、信号発信器の磁場が弱まることなく、又は干渉することなくセンサに到達する。

別の好ましい実施形態によれば、自在軸受は、球状の範囲を有するスリーブを備えたボールスリーブジョイントとして形成されている。コントロールアーム穴部の収容開口部は、球状スペーサとして形成されており、したがって、スリーブの球状の範囲を収容することが可能である。したがって、コントロールアームは、旋回軸線、すなわちボールスリーブの長手軸線を中心とする旋回運動を行うのみならず、長手軸線に対して垂直に延びる軸線（横方向軸線）を中心とする追加的な旋回運動も行うことができるようになっている。さらに、球状の範囲が信号発信器を格納するための追加的な構造空間を提供するという利点が得られる。

別の好ましい実施形態によれば、信号発信器はスリーブの球状の範囲に配置されている。当該配置により、信号発信器は、直接的な周囲の有害な影響から保護されている。

別の好ましい実施形態によれば、信号発信器は永久磁石として形成されている。永久磁石は、外部からエネルギーを供給する必要なく、径方向外部に配置されたセンサと作用結合された磁場を生じさせる。

別の好ましい実施形態によれば、センサは磁気感知式のセンサとして、特にホールセンサとして形成されている。ホールセンサは、磁場の変化に対して信号をもって応答する商慣習上の部材である。磁場の変化は、信号発信器と、磁石と、センサと、ホールセンサとの間の相対運動により生じる。

別の好ましい実施形態によれば、永久磁石は、旋回軸線に関して径方向に延びる円筒軸線を有する円筒として形成されている。したがって、円筒状の磁石のＮ極及びＳ極は径方向に向けられている。略して磁気センサとも呼ばれる磁気感知式のセンサは、旋回軸線に関して径方向に、及び円筒状の磁石の外部に配置されている。磁気を感知する範囲、又はセンサの「視野」範囲に磁石が動作中にとどまるように、磁石あるいは自在軸受の取付時又はボールスリーブジョイントの取付時には、磁石とセンサの間の調整を行う必要がある。

別の好ましい実施形態によれば、信号発信器は、リング磁石として、すなわち、ボールスリーブのリング溝に配置されたリング状の磁石として形成されることが可能である。好ましくは、リング磁石は、本出願人の特許文献２により公知であるように磁気車輪として形成されている。この場合、磁気歯車は径方向に磁化された複数の範囲を備えており、隣り合う範囲は、それぞれＮ極をＳ極へ周方向に見て逆の磁化方向を有している。この点では、リング磁石として形成された信号発信器は、センサの視野範囲における各角度位置にある。センサに関するリング磁石の周方向における調整及び／又は固定は、ここでは不要である。特に、取付時のセンサに関する信号発信器としてのリング磁石の方向付けは不要である。

別の好ましい実施形態によれば、信号発信器は、その円筒軸線に関して径方向へ向けられた円筒状の多数の個別磁石によって周方向において分配して形成される。このケースでも、特に取付時の、信号発信器とセンサの間の調整及び／又は方向付けは不要である。

本発明の実施例は、図面に図示されているとともに、以下において詳細に説明され、明細書及び図面から更なる特徴及び／又は利点が明らかとなり得る。

センサ及びボールスリーブジョイントを有する車両用コントロールアーム（一部）を示す図である。 図１によるコントロールアームを上方からの視点で示す図である。 コントロールアームの側面図である。 ボールスリーブジョイントの径方向断面を磁石及びセンサと共に示す図である。 リング磁石を有する本発明による別の実施例を示す図である。 周囲にわたって分配された円筒磁石を有する本発明による別の実施例を示す図である。

図１には、原動機付き車両のシャシのコントロールアーム１（一部）が、ボールスリーブジョイント２として形成された自在軸受２及びセンサ３と共に三次元図示で示されている。コントロールアーム１、好ましくはトランスバースコントロールアーム１は、原動機付き車両のシャシ又はリヤアクスルの車輪懸架部の一部である。好ましい実施形態によれば、コントロールアーム１は、ボールスリーブジョイント２を介して不図示の車輪支持部に固定されている。コントロールアーム１は、リング状に形成された、収容開口部５を有する穴部４を備えており、当該穴部には、ボールスリーブジョイント２が収容されている。穴部４の外周部にはポケット部６が形成されており、当該ポケット部は、センサ３を収容している。

図２にはコントロールアーム１が上方からの視点で示されており、当該図示から、コントロールアーム１におけるセンサ３の配置が明らかに見て取れる。ボールスリーブジョイント２の軸線がａで示されているとともに以下では旋回軸線ａと呼ばれる。なぜなら、コントロールアーム１が主として旋回軸線ａを中心とした旋回運動を行うためである。しかし、ボールスリーブジョイント２としての自在軸受の形成に基づき、長手軸線ａに対して横方向の軸線を中心として旋回運動も可能である。ボールスリーブジョイント２はボールスリーブを備えており、当該ボールスリーブは、図２において部分的にのみ、すなわちその外部の、コントロールアーム穴部４を越えて突出す端面部７ａ，７ｂにおいて視認可能である。ボールスリーブは、その両端面部７ａ，７ｂをもって車輪支持部の不図示の軸受ブロック間にはめ込まれている。ポケット部６は、上方からの視点から分かるように、センサ３の形状に適合されており、その結果、当該センサは、側方のガイドひいては回転に対する保護を受ける。センサ３のハウジングは、長方形Ａにより示唆されたその端面側において、適切な係合手段又は嵌合手段によって、旋回軸線ａに対して横方向への変位に対して保護されることが可能である。

図３には、センサケーブル３ａを有し、部分的に切断され、ポケット部６に収容されたセンサ３を有するコントロールアーム１が、旋回軸線ａの方向の視点において示されている。円環断面により図示されたボールスリーブ７は貫通開口部７ｃを備えており、当該貫通開口部を介して、ボールスリーブジョイント２が不図示のピンを介して車輪支持部に結合される。これにより、ボールスリーブ７が車輪支持部に固定されている。

図４には、コントロールアーム１が、断面図で、すなわち径方向断面として、旋回軸線ａに対して垂直に示されている。センサ３の下側あるいはそのハウジングがポケット部６の底部に平坦に載置されていることが分かり、当該ポケット部は、コントロールアーム穴部４の外周部に対する凹部を形成する。ケーブル３ａを介して不図示の電子的な評価ユニットに接続されたセンサ３は、突出したピンの形態のいわゆるセンサドーム３ｂを備えており、当該センサドームは、コントロールアーム１の孔１ａに収容されており、したがって、回転に対するセンサ３の保護を形成している。しかし、この保護は、ポケット部の上述のガイド機能があるため、任意で省略することが可能である。ボールスリーブ７には、センサ３の径方向内方において、円筒状の磁石８として形成された信号発信器８が配置されており、信号発信器８と、略して磁気センサ３と呼ばれる磁気感知式のセンサ３として、そして好ましい実施形態によればホールセンサ３として形成されたセンサ３との間には比較的小さな間隔が存在する。磁石８の極は、径方向へ向けられた円筒軸線ｚ上に配置されている。磁石８は、好ましくは永久磁石８として形成されているとともに、磁場を生成し、当該磁場の磁力線は、本質的に径方向へ向けられているとともに磁気センサ３と作用結合されている。コントロールアーム１とボールスリーブ７の間の相対運動に起因する磁場の変更時に信号が生成される。磁石８（周囲における唯一のもの）を有するボールスリーブジョイント２、特にボールスリーブ７を取り付ける際には、磁石８がセンサ３の「視野範囲」にあることが調整によって確保される必要がある。

図５には本発明の第２の実施例が示されており、当該第２の実施例は、上述の実施例にほぼ一致し、そのため、同一の部材には同一の符号が付されている。円筒状に形成された永久磁石８（図４）に代えて、ここでは、ボールスリーブ７に対して同軸にボールスリーブ７に配置されたリング磁石９が設けられている。リング磁石９とセンサ３の間の相対運動により信号が生じるように、リング磁石９の磁場はセンサ３と作用結合されている。好ましくは、リング磁石は、例えば本出願人の特許文献２により公知であるように磁気車輪として形成されている。この場合、周囲には、逆の向きを有する、異なるように磁化された範囲が設けられている。

図６には本発明の第３の実施例が示されており、当該第３の実施例は、信号発信器の形成により上述のものとは異なっている：多数の円筒磁石１０（図示ではそれぞれ４５°ずらされた８つ）が周囲にわたって均等に分配されてボールスリーブ７に配置されており、円筒軸線は径方向に向けられている。磁石１０から出る磁場は、センサ３と作用結合されている。

第１の実施例の場合のような取付時の調整は第２及び第３の実施例では不要である。なぜなら、ボールスリーブ７とセンサ３の間の各角度位置において、リング磁石９間（図５）又は円筒磁石１０間（図６）でのセンサ３との作用結合が存在するためである。
なお、本発明は、以下の態様も包含し得る：
１．車両のシャシにおける角度測定装置の配置構造であって、前記シャシが、コントロールアーム（１）と、旋回軸線（ａ）を有する自在軸受（２）とを含んでおり、前記コントロールアーム（１）が前記旋回軸線（ａ）を中心として旋回可能であり、前記角度測定装置がセンサ（３）及び信号発信器（８，９，１０）を含んでいる、前記配置構造において、 前記センサ（３）が前記旋回軸線（ａ）の範囲において前記コントロールアーム（１）に配置されており、前記信号発信器（８，９，１０）が前記自在軸受（２）に配置されていることを特徴とする配置構造。
２．前記コントロールアーム（１）が、前記自在軸受（２）用の収容開口部（５）を有するリング状に形成された穴部（４）を軸受側に備えていることを特徴とする上記１．に記載の配置構造。
３．前記穴部（４）が外面を備えていること、並びに前記センサ（３）が前記外面に配置及び固定されていることを特徴とする上記２．に記載の配置構造。
４．前記外面がポケット部（６）を備えており、該ポケット部では、前記センサ（３）がガイド及び保持されていることを特徴とする上記３．に記載の配置構造。
５．前記自在軸受が、球状の範囲を有するスリーブ（７）を有するボールスリーブジョイント（２）として形成されていることを特徴とする上記１．～４．のいずれか１つに記載の配置構造。
６．前記信号発信器（８，９，１０）が、前記スリーブ（７）の前記球状の範囲に配置されていることを特徴とする上記５．に記載の配置構造。
７．前記信号発信器が永久磁石（８）として形成されていることを特徴とする上記１．～６．のいずれか１つに記載の配置構造。
８．前記センサが、磁気感知式のセンサ（３）として、特にホールセンサ（３）として形成されていることを特徴とする上記１．～７．のいずれか１つに記載の配置構造。
９．前記永久磁石が、前記旋回軸線（ａ）に関して径方向に配置された円筒軸線（ｚ）を有する円筒（８）として形成されていることを特徴とする上記７．又は８．に記載の配置構造。
１０．前記信号発信器が、リング磁石（９）として、特に磁気車輪として形成されていることを特徴とする上記７．又は８．に記載の配置構造。
１１．前記信号発信器が、周囲に配置された複数の磁石（１０）を含んでいることを特徴とする上記７．又は８．に記載の配置構造。

１ コントロールアーム
１ａ 孔
２ ボールスリーブジョイント
３ センサ
３ａ センサケーブル
３ｂ センサドーム
４ 穴部
５ 収容開口部
６ ポケット部
７ ボールスリーブ
７ａ 端面部
７ｂ 端面部
８ 信号発信器／磁石
９ リング磁石
１０ 円筒磁石
Ａ 長方形
ａ 旋回軸線
ｚ 磁石８の円筒軸線

Claims (8)

1. 車両のシャシ及び角度測定装置を有する配置構造であって、前記シャシが、コントロールアーム（１）と、旋回軸線（ａ）を有する自在軸受（２）とを含んでおり、前記コントロールアーム（１）が前記旋回軸線（ａ）を中心として旋回可能であり、前記角度測定装置がセンサ（３）及び信号発信器（８，９，１０）を含んでおり、前記センサ（３）が前記旋回軸線（ａ）の範囲において前記コントロールアーム（１）に配置されており、前記信号発信器（８，９，１０）が前記自在軸受（２）に配置されており、前記コントロールアーム（１）が、前記自在軸受（２）用の収容開口部（５）を有するリング状に形成された穴部（４）を軸受側に備えており、前記穴部（４）が外面を備えており、前記センサ（３）が前記外面に配置及び固定されており、前記外面がポケット部（６）を備えており、該ポケット部（６）では、前記センサ（３）がガイド及び保持されている、前記配置構造において、
   前記ポケット部（６）が、凹部の形態で前記穴部（４）の外面に欠設されており、その結果、前記センサ（３）が前記コントロールアーム（１）においてガイドされ、前記ポケット部（６）が前記センサ（３）の形状に適合されており、その結果、該センサが、側方のガイドひいては回転に対して保護され、前記ポケット部（６）が２つの平行なガイド面と、該両ガイド面を接続する端面側の１つの当接面とを備えており、該当接面に対向する側が開放されており、その結果、前記センサ（３）が、該側を通して前記ポケット部（６）へ押し込まれているとともに、そこに固定されており、前記センサ（３）の下側が前記ポケット部（６）の底部に平坦に載置されており、該ポケット部（６）が、前記穴部（４）の外周部に対する凹部として形成されていることを特徴とする配置構造。
2. 前記自在軸受が、球状の範囲を有するスリーブ（７）を有するボールスリーブジョイント（２）として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配置構造。
3. 前記信号発信器（８，９，１０）が、前記スリーブ（７）の前記球状の範囲に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の配置構造。
4. 前記信号発信器が永久磁石（８）として形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の配置構造。
5. 前記センサが、磁気感知式のセンサ（３）として、特にホールセンサ（３）として形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の配置構造。
6. 前記永久磁石が、前記旋回軸線（ａ）に関して径方向に配置された円筒軸線（ｚ）を有する円筒（８）として形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の配置構造。
7. 前記信号発信器が、リング磁石（９）として、特に磁気車輪として形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の配置構造。
8. 前記信号発信器が、周囲に配置された複数の磁石（１０）を含んでいることを特徴とする請求項４又は５に記載の配置構造。

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