(57)【要約】自動車のための、特に自動車のシャーシのための、角度センサが組み込まれた玉継手であって、継手開口（７）を備えた玉継手ケーシング（６）が設けられており、継手玉（２）とピン（３）とを有している玉付きピン（１）が設けられており、該玉付きピン（１）が、その継手玉（２）で回動可能および旋回可能に、玉継手ケーシング（６）内の中空球状の支承面に支承されていて、玉付きピン（１）のピン（３）が、継手開口（７）を通って玉継手ケーシング（６）から突出しており、継手玉（２）の、ピン（３）とは逆の側の端部に、双極の場発生器（５）が設けられており、該場発生器（５）の両極が玉表面に配置されている形式の玉継手が提供される。この場合、少なくとも２つの場センサ（１３）が、中空球状の支承面における、支承縦軸線（１０）に対して垂直に延在している大円によって規定された子午線平面（Ｍ）に関して、継手開口（７）とは逆の側の領域において、玉継手ケーシング（６）内にまたは玉継手ケーシング（６）に、互いに間隔を保って配置されていて、場発生器（５）によって生ぜしめられた場と相互に作用し合っている。
2004522115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のための玉継手、特に自動車のシャーシのための玉継手であって、継手開口（７）を備えた玉継手ケーシング（６）が設けられており、継手玉（２）とピン（３）とを有している玉付きピン（１）が設けられており、該玉付きピン（１）が、その継手玉（２）で回動可能および旋回可能に、玉継手ケーシング（６）内の中空球状の支承面に支承されていて、玉付きピン（１）のピン（３）が、継手開口（７）を通って玉継手ケーシング（６）から突出しており、継手玉（２）の、ピン（３）とは逆の側の端部に、双極の場発生器（５）が設けられており、該場発生器（５）の両極が玉表面に配置されている形式のものにおいて、少なくとも２つの場センサ（１３）が、中空球状の支承面における、支承縦軸線（１０）に対して垂直に延在している大円によって規定された子午線平面（Ｍ）に関して、継手開口（７）とは逆の側の領域において、玉継手ケーシング（６）内にまたは玉継手ケーシング（６）に、互いに間隔を保って配置されていて、場発生器（５）によって生ぜしめられた場と相互に作用し合っていることを特徴とする、角度センサが組み込まれた玉継手。
【請求項２】
第３の場センサ（１３）が、子午線平面（Ｍ）に関して、継手開口（７）とは逆の側の領域において、玉継手ケーシング（６）内にまたは玉継手ケーシング（６）に、別の２つの場センサ（１３）に対して間隔を保って、かつこれらの別の２つの場センサ（１３）と一直線上には位置していない状態で配置されていて、場発生器（５）によって生ぜしめられた場と相互に作用し合っている、請求項１記載の玉継手。
【請求項３】
３つの場センサ（１３）によって規定された円に関して、隣接する２つの場センサ（１３）が、該円の中心点に対して、それぞれ１２０°の中心角を有する扇形を規定しており、子午線平面（Ｍ）に対して平行に延在しているこの円の中心点が、玉継手ケーシング（６）の縦軸線（１０）上に位置している、請求項２記載の玉継手。
【請求項４】
前記場センサのうちの１つのセンサ（１３）と中空球の中心点（Ｃ）とを通って延在している直線（１１）が、玉継手ケーシング（６）の縦軸線（１０）に対して角度（α）を成しており、該角度（α）が、玉付きピン（１）の、玉継手ケーシング（６）によって制限された最大限変位時に玉継手ケーシング（６）の縦軸線（１０）と玉付きピン（１）の中心軸線（９）とによって形成された角度（β）よりも大きいかまたは同じである、請求項１から３までのいずれか１項記載の玉継手。
【請求項５】
場発生器が永久磁石（５）として、場センサが磁場センサ（１３）として形成されており、該磁場センサ（１３）が、永久磁石（５）の磁場を特徴的に示す電気信号を、評価ユニットに引き渡す、請求項１から４までのいずれか１項記載の玉継手。
【請求項６】
永久磁石（５）が、ＳｍＣｏ５またはＳｍ２Ｃｏ１７またはＮｄ２Ｆｅ１４Ｂから製造されている、請求項５記載の玉継手。
【請求項７】
玉継手ケーシング（６）が、常磁性の材料から製造されている、請求項６記載の玉継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、自動車のための玉継手、特に自動車のシャーシのための玉継手であって、継手開口を備えた玉継手ケーシングが設けられており、継手玉とピンとを有している玉付きピンが設けられており、該玉付きピンが、その継手玉で回動可能および旋回可能に、玉継手ケーシング内の中空球状の支承面に支承されていて、玉付きピンのピンが、継手開口を通って玉継手ケーシングから突出しており、継手玉の、ピンとは逆の側の端部に、双極の場発生器が設けられており、該場発生器の両極が玉表面に配置されている形式のものに関する。
【０００２】
このような形式の玉継手は、ヨーロッパ特許第０６１７２６０号明細書によって公知であり、この場合、場発生器として永久磁石が玉に配置されている。ケーシングの、玉付きピンが変位させられていない状態で永久磁石に直接的に対向して位置している領域には、磁気抵抗センサが、永久磁石によって生ぜしめられた磁場と相互に作用し合うように配置されている。磁気抵抗センサを用いて、変位させられていない玉付きピンの、その縦軸線を中心とした回動を検出することができ、この場合、検出された角度を、例えば自動車における照射角度調整のために使用することができる。このような玉継手は、玉付きピンの旋回運動が不十分な精度でしか検出され得ないという欠点を有している。この場合、旋回とは、玉付きピンが玉継手ケーシングに対してその対称軸線もしくは中心軸線の空間的な位置を変える運動のことである。
【０００３】
本発明の課題は、少なくとも１つの旋回方向における旋回角度が高い精度で検出され得る、自動車のための玉継手を提供することである。
【０００４】
この課題は、請求項１の特徴部に記載の構成を有する、自動車のための玉継手によって解決される。有利な構成は従属請求項に記載されている。
【０００５】
自動車のための、特に自動車のシャーシのための、本発明による玉継手には、継手開口を備えた玉継手ケーシングが設けられており、継手玉とピンとを有している玉付きピンが設けられており、該玉付きピンが、その継手玉で回動可能および旋回可能に、玉継手ケーシング内の中空球状の支承面に支承されていて、玉付きピンのピンが、継手開口を通って玉継手ケーシングから突出しており、継手玉の、ピンとは逆の側の端部に、双極の場発生器が設けられており、該場発生器の両極が玉表面にかもしくは玉表面の領域内に配置されている。この場合、少なくとも２つの場センサが、中空球状の支承面におけるかまたは継手玉における、支承縦軸線に対して垂直に延在している大円によって規定された子午線平面に関して、継手開口とは逆の側の領域において、玉継手ケーシング内にまたは玉継手ケーシングに、互いに間隔を保って配置されていて、場発生器によって生ぜしめられた場と相互に作用し合っている。
【０００６】
玉継手ケーシング内へのまたは玉継手ケーシングへの２つの場センサの配置形式を介して、玉付きピンの、場センサを介して検出可能な空間上の旋回領域が調節され得る。この場合、２つの場センサは有利には、玉継手ケーシングの縦軸線に関して、直径方向で互いに正反対の側に位置している。この配置形式によって、検出可能な旋回角度の精度は、２つの場センサ間を結ぶ線に対して垂直にかつ玉継手ケーシングの縦軸線に対して垂直に延在している旋回軸線を中心とした旋回運動に関して特に高い。
【０００７】
場発生器の、種々異なる両極が玉表面にかもしくは玉表面の領域内に配置されていることによって、玉付きピンの旋回だけでなく、玉付きピンの、その中心軸線を中心とした回動も、場センサによって検出可能である。
【０００８】
玉付きピンが特にただ１つの旋回軸線を中心としてしか旋回せしめられない玉継手の場合、旋回角度の検出には２つの場センサで十分である。しかしながら、付加的に、玉付きピンがこのただ１つの旋回軸線とは別の旋回軸線を中心として旋回せしめられる場合、玉継手ケーシングに対する玉付きピンの、空間上の精確な位置の規定は、好ましくない不精確さを伴い得る。
【０００９】
したがって、本発明による玉継手には、有利には、第３の場センサが設けられている。この第３の場センサは、子午線平面に関して継手開口とは逆の側の領域において、玉継手ケーシング内にまたは玉継手ケーシングに、別の２つの場センサに対して間隔を保って、かつこれらの別の２つの場センサと一直線上には位置していない状態で配置されていて、場発生器によって生ぜしめられた場と相互に作用し合っている。この構成によれば、玉継手ケーシングに対する玉付きピンの任意の空間的な位置を精確に検出することが可能である。
【００１０】
玉継手ケーシングにおけるそれぞれの場センサの位置は、玉付きピンの、検出すべき旋回領域に依存してもたらされ得る。しかしながら、場センサは有利には、３つの場センサによって規定された円に関して隣接する２つの場センサがそれぞれ１２０°の中心角を有する扇形を規定していて、その際、子午線平面に対して平行に延在している前記円の中心点が玉継手ケーシングの縦軸線上に位置しているように、配置されている。この構成によれば、場センサが継手玉をめぐって均等に分配して配置されているので、特に大きい空間領域が場センサによって監視され得る。
【００１１】
場発生器が場センサによって規定された円と子午線平面との間の領域内に位置している場合に、玉継手ケーシングに対する玉付きピンの空間的な位置がもはや一義的には検出され得ないということが、使用される場センサに依存して起こり得る。したがって、センサは、有利には次のように配置されている。すなわち、１つのセンサと中空球または継手玉の中心点とを通って延びている直線が玉継手ケーシングの縦軸線に対して、玉付きピンの、玉継手ケーシングによって制限された最大限変位時に玉付きピンの中心軸線と玉継手ケーシングの縦軸線とが成している角度と少なくとも同じ角度を成しているように、配置されている。このようなセンサ配置形式で、玉付きピンの全旋回領域にわたって角度検出が可能である。
【００１２】
場発生器は、電気的な双極子の形状で形成されていてよく、この場合、場センサは、双極子から発する場を検出するために設計されている。このような配置形式は、電気的な場を維持するために場発生器へのエネルギー供給が保証されていなければならないという欠点を有している。したがって有利には、場発生器は永久磁石として、場センサは磁場センサとして形成されている。磁場センサは、永久磁石の、検出された磁場を特徴的に示す電気信号を、評価装置に引き渡すことができ、この場合、磁場センサは、例えばホール効果・センサまたは磁気抵抗センサのような従来の磁気センサによって形成されていてよい。永久磁石に対してはいかなるエネルギー供給も必要ではないので、本発明による玉継手を運転するために、継手ピンの電気的な接触または継手ピン内へのバッテリーの挿入は必要とされない。さらに、磁場は、たびたび玉継手において使用されるグリースによって影響されないも同然である。
【００１３】
永久磁石は、例えばアルニコ５００またはバリウムフェライトのような一般に公知の永久磁石材料から製造されていてよい。しかしながら、永久磁石は、有利にはＳｍＣｏ５，Ｓｍ２Ｃｏ１７，Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂまたはこれらに類する材料のような、高い特性係数（ＢＨ）ｍａｘを有する材料から製造されている。
【００１４】
玉継手ケーシングおよび／または玉付きピンが強磁性材料から製造されている場合、永久磁石によって生ぜしめられた磁場の、磁場センサによる測定には、この材料によって不利な影響が与えられ得る。したがって、玉継手ケーシングおよび／または玉付きピンは、有利には、反磁性材料または常磁性材料から製造されている。
【００１５】
継手玉は、玉継手ケーシング内に直接的に支承されていてよい。しかしながら、継手玉を玉継手ケーシング内で、例えばプラスチックまたはセラミックスのような非強磁性材料から成る支承シェルを間に挟んで支承することも可能である。
【００１６】
次に本発明を、図示の有利な実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明による玉継手の１実施例の玉付きピンを、部分的に断面して示した図、
図２は、図１に示した実施例による玉継手を、部分的に破断して示したケーシングと一緒に示した図である。
【００１８】
図１には、本発明による玉継手の１実施例による玉付きピン１が示されており、この玉付きピン１は継手玉２とピン３とを有している。継手玉２は、ピン３とは逆の側のその端部に、平らに面取りされた領域４を有している。この領域４の中央には永久磁石５が、継手玉２に設けられた切欠内に固定されており、図１では、永久磁石５のＮ極が文字「Ｎ」で、永久磁石５のＳ極が文字「Ｓ」で示されている。この場合、永久磁石５は、その両極Ｎ，Ｓが継手玉２の中心点に対して等しい間隔を有しているように、面取りされた領域４の表面に配置されている。
【００１９】
図２には、本発明による玉継手の実施例が組付けた状態で示されており、この場合、玉付きピン１は玉継手ケーシング６内で旋回可能に支承されている。この場合、玉付きピン１のピン３は、部分的に断面して示した玉継手ケーシング６に設けられた継手開口７から突出していて、玉付きピン１の継手玉２は玉継手ケーシング６内に、プラスチックから製作された支承シェル８を間に挟んで支承されている。この場合、継手玉２を支承するために必要な中空球状の支承面は、支承シェル８の内側面によって形成されており、この場合、継手玉２の中心点Ｃが、中空球状の支承面の中心点と一致する。
【００２０】
図２によれば、玉付きピン１は、変位させられていない位置で示されているので、玉付きピン１の中心軸線９は玉継手の縦軸線１０と一致する。玉継手ケーシング６に対する玉付きピン１の変位は、継手開口７の、玉継手ケーシング６によって形成された縁部によって制限されており、この場合、玉付きピン１の最大限可能な変位が、図２では直線１１と角度βとによって示されている。その際、直線１１は、最大限の変位時における玉付きピン１の中心軸線９の位置を示している。
【００２１】
玉継手ケーシング６内には３つの切欠１２が設けられており、これらの切欠１２のうちの１つの切欠しか図示されていない。これらの切欠１２のそれぞれに磁場センサ１３が組み込まれており、この磁場センサ１３は、本実施例によれば、ホールセンサとして形成されている。センサ１３は、子午線平面Ｍに対して平行に延在していて中心点が縦軸線１０上に位置している円に、次のように、すなわち、隣接する２つのセンサ１３が前記円の中心点に対して、それぞれ１２０°の中心角を有する円セグメントを規定するように配置されている。さらに、センサ１３は継手玉２の中心点Ｃに向かって方向付けられており、この場合、それぞれのセンサ１３の、図示した検出方向（主検出方向）は、玉継手の縦軸線１０に対して角度αを成している。本実施例によればα＝βであると言え、その際、βが玉付きピン１の最大限の変位を示しているので、したがって、図１に示したセンサ１３のための主検出方向は、直線１１上に位置している。
【００２２】
玉付きピン１が旋回せしめられる場合、永久磁石５も一緒に旋回せしめられ、これにより、センサ１３の検出領域に、永久磁石５によって生ぜしめられた磁場の変化が引き起こされる。磁場のこの変化はセンサ１３によって検出され得る。センサ１３は、検出された磁場を示す電気信号を、導電路１４を介して評価装置（図示せず）に引き渡し、次いでこの評価装置が、前記電気信号を評価しながら、玉付きピン１の空間的な位置を玉継手ケーシング６に対して相対的に規定する。図２では、導電路１４の一方の端部に矢印先端が設けられており、この矢印先端は、評価ユニットへの導電路１４の接続を記号化している。
【００２３】
玉継手ケーシング６に対する玉付きピン１の空間的な相対位置は、例えば、２つの旋回角度と１つの回動角度とを表すことによって特徴付けられ得る。この場合、回動角度は、玉付きピン１の、その中心軸線９を中心とした回動を表す。両旋回角度は、それぞれ玉付きピン１の中心軸線９と玉継手の縦軸線１０との間の角度を表しており、これらの両旋回角度は同一平面には位置していない。しかも、これらの両旋回角度は、有利には、直角を成して交差する平面に位置している。これにより、玉付きピンの傾きは、横方向の旋回と縦方向の旋回とに簡単な形式で分類され得る。
【００２４】
空間における玉付きピン１の位置が一義的に規定可能であるので、したがって、玉継手を介して直接的にまたは間接的に結合された部分の相互の位置も規定され得る。玉継手が自動車のシャーシ内に配置されている場合、例えば、ホイール位置またはステアリングの振れまたはスプリングのたわみが規定され得る。この場合、玉継手は、例えば支持継手としてまたはガイド継手として使用され得る。さらに、センサ１３によって引き渡された電気信号を、車高調整システムの制御のために使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による玉継手の１実施例の玉付きピンを、部分的に断面して示した図である。
【図２】
図１に示した実施例による玉継手を、部分的に破断して示したケーシングと一緒に示した図である。
【符号の説明】
１  玉付きピン、  ２  継手玉、  ３  ピン、  ４  面取りされた領域、  ５  永久磁石、  ６  玉継手ケーシング、  ７  継手開口、  ８  支承シェル、  ９  玉付きピンの中心軸線、  １０  玉継手の縦軸線、  １１  最大限可能な変位のための直線、  １２  センサのための切欠、  １３  センサ、  １４  導電路、  Ｍ  子午線平面、  Ｃ  継手玉の中心点、  α  センサの主検出方向と玉継手の縦軸線との間の角度、  β  最大限の変位のための直線と玉継手の縦軸線との間の角度
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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