KR100900365B1

KR100900365B1 - 선회 각도 센서를 가진 볼 조인트

Info

Publication number: KR100900365B1
Application number: KR1020057025311A
Authority: KR
Inventors: 요아힘 슈프라테
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2009-06-02
Anticipated expiration: 2024-08-11
Also published as: ATE376938T1; DE10338833B4; DE502004005376D1; CN100443317C; US20060078369A1; JP2007502944A; US7170285B2; KR20060039875A; WO2005021296A1; EP1656268B1; MXPA05012416A; DE10338833A1; CN1777519A; JP4560044B2; EP1656268A1

Abstract

본 발명은 조인트 하우징(4)과 볼 저널(3)의 상대 각 위치를 구하기 위해, 선회 각도 센서(9)를 구비한 볼 조인트(1)에 관한 것이다. 그리고 조인트 볼(2)의 선회 각도 α는 자석(8)과 자장 센서(9)를 포함하는 측정 장치에 의해 측정된다. 본 발명에 따라, 시리즈 중의 각 볼 조인트 유형에 대해, 자석(8)의 위치 및 크기 및 조인트 볼(2)의 홈의 위치 및 크기는, 그때그때 볼 조인트(1)가 정격 선회 각도 αm에 도달할 때 자장 센서(9)를 침투하는 자력선(12)의 각도 κ가 거의 전체 볼 조인트 시리즈에 유효한 상수 κm에 일치하도록, 선정될 수 있다. 그럼으로써 대체로 전체의 볼 조인트 시리즈 내에서 실질적으로 한 같은 자장 센서(9)가 사용될 수 있고 대체로 한 같은 센서 하우징(7) 내 및 볼 조인트(1)에서의 한 같은 지점에 배치될 수 있다. 그렇게 하여 감소된 부품들의 종류 및 볼 조인트 시리즈의 구조적 간단화로 특히 상당한 비용 절감이 달성된다.

Description

선회 각도 센서를 가진 볼 조인트{BALL JOINT COMPRISING A PIVOT ANGLE SENSOR}

본 발명은 청구항 1 항의 대개념에 의한 선회 각도 센서를 가진 볼 조인트에 관한 것이다.

서두에 언급한 종류의 볼 조인트는 여러 분야에서 사용되며, 그 한 사용예로는 자동차를 들 수 있다. 선회 각도 센서가 부착된 그런 볼 조인트는 예컨대 여러 새시들의 상호간의 상대 위치 또는 예컨대 차축과 차량 새시의 상대 위치를 결정하거나 차량의 전자 시스템에서의 상세 조작을 위해 측정을 행하는 데에 이용된다. 이것은 현대적 자동차의 경우 예컨대 자동차 동작 조절부, 자동식 수평 조절부 또는 탐조등 시스템의 동적 광폭 조절부를 위해서는 중요하다.

그런 시스템의 경우, 높은 반복 정확도로 볼 조인트의 각도 위치를 신뢰성 있고 정확하게 파악하는 것 및 선회 각도 센서에 신속히 동적으로 대응하는 것은 대단히 중요하다. 그러나, 이러한 볼 조인트는 새시 영역에 배치되기 때문에 예컨대 진동에 의해 극히 높은 기계적 부하에 그리고 습도, 모래 또는 비산 식염과 같은 환경 요인에 의한 강한 영향에 노출된다. 그러나 사용자 측에서는 긴 사용수명, 탈락 안전성 및 수리 빈도가 거의 없는 요구 조건을 동시에 충족시키면서도 비용은 작게 소용되는 기술을 요구한다.

이 요구를 만족시키기 위해, 상기 볼 조인트 내에, 무 접촉적으로 작동하는, 특히 자장 작용에 기초를 두는 선회 각도 검출용 시스템을 일체적으로 설치하는 것이 적합하다는 것이 이미 밝혀졌다. 그때에는 대체로 조인트 볼에는 영구자석을 그리고 조인트 하우징에는 특히 자기저항(MR) 형의 자장 센서를 배치한다. MR-센서는 센서를 침투하는 자력선의 방향에 따라 그의 출력 신호를 바꾸는데, 그러나 이런 것은 센서를 선회 각도 검출부를 갖는 볼 조인트에 사용하도록 센서 용도를 미리부터 결정하는 것이 된다.

그런 볼 조인트는 예컨대 독일 특허출원 DE 101 10738 A1로부터 공지되어 있다. 이 볼 조인트는 조인트 볼 내에 배치된 막대 자석 및 조인트 하우징에 고정된 자장 센서를 갖고 있다.

실제로 차량 종류에 따라 상이한 선회 각도 검출부를 가진 그런 볼 조인트의 배치로 인해 또는 상이한 차량 형상으로 인해, 또는 조명 폭 조절부 또는 주행 운동부재 조절부와 같은 전자 조절 시스템의 상이한 레이아웃으로 인해, 대부분의 경우 그렇지만 그런 볼 조인트들을 차량 특정적으로 또는 용도 특정적으로 제작하고 배치할 수밖에 없다. 이것은, 가능한 최대 각도 검출 정확도를 달성하기 위해서는 자장 센서의 전체 측정 범위가 이용되어야 한다는 데에 근거를 둔 것이다. 그러나 이런 자장 센서의 전 측정 범위의 이용은 볼 조인트에서 일어나는 최대 선회 각도 또는 정격 선회 각도의 크기와 상관없이 보장되어야 하는 것이다.

환언하면 이것은, 선행 기술 수준에 따르면, 실제 각 용도에 따라, 조인트 볼, 영구 자석 및 자장 센서 자체로 된 조합을, 볼 조인트가 정격 선회 각도만큼 이동할 때, 정격 선회 각도 이동으로, 자장 센서의 측정 범위의 가능한 최대 부분이 이용될 수 있게 하는 바로 그런 크기만큼 자장 센서 침투 자장이 변화되도록, 특별히 치수 결정해야 한다는 것을 의미한다.

그러나 각도 검출을 결정하는 그런 볼 조인트의 모든 부재들을 그와 같이 용도 특정적으로 배치하는 것은 낭비적이고 비용이 많이 든다. 이것은 특히 매 자장 센서들의 배치, 크기, 감도 및 공간적 수용을 조인트 하우징에 그때그때 필요한대로 적합화 시키는 경우에도 성립한다.

이런 배경 하에서 본 발명의 목적은, 상기 결점이 극복될 수 있고 특히 각도 검출 시스템의 적합화를 위한 비용이 결정적으로 감소될 수 있는, 선회 각도( 검출부를 가진 볼 조인트를 제공하는 것이다. 이 방법으로 보다 신속한 개발 기간이 달성될 수 있고, 그 위에 개발비, 생산비, 구입비 및 보수 유지비가 저하될 수 있다.

이 목적은 청구항 1의 특징을 가진 볼 조인트에 의해 달성될 수 있다.

바람직한 실시형들은 청구 범위 종속항들의 대상이다.

본 발명에 따른 볼 조인트는, 그 자체는 우선 알려진 방법으로, 조인트 하우징과 볼 저널(축) 또는 조인트 볼 사이의 상대 각도 위치를 구하기 위한 선회 각도(피벗) 센서를 갖고 있다. 그리고 선회 각도를 검출하기 위해 먼저 볼 조인트 내에 매립된 자석과 조인트 하우징에 배치된 자장 센서로 된 기지의 조합이 사용된다.

본 발명에 따라, 상기 볼 조인트는, 볼 조인트 시리즈 내에서 용도 특정적으로 각 볼 조인트 유형에 따라, 자석의 크기와 위치 및 자석을 수용하는 조인트 볼 내 홈의 위치와 크기를, 그때그때 볼 조인트의 정격 선회 각도 αm에 도달할 때 자장 센서를 침투하는 자력선의 각도 κ가 전체 시리즈에 성립하는 한 상수κm에 거의 일치하도록, 선정하는 것이 특징이다.

환언하면 이것은, 본 발명에 따라 단지 조인트 볼과 조인트 볼을 싣고 있는 볼 저널의 상응 형상에 의해, 마찬가지로 조인트 볼에 배치된 자석의 상응하는 형상 및 배치에 의해, 볼 조인트가 정격 선회 각도를 선회할 때 유형에 관계없이 자장 센서의 이용 가능한 전체 측정 범위가 이용되도록, 자석과 조인트 볼을 둘러싸는 자장의 형상, 강도 및 범위에 대한 영향을 조정 결정할 수 있다는 것을 의미한다.

이것은 극히 유리한데, 그 이유는 이제는 주로 예컨대 볼 조인트 시리즈 내에서, 그 위에 더욱 주로 같은 한 센서 하우징 내에 든 채 또한 볼 조인트에 있는 같은 한 위치에 배치될 수 있는 대략 같은 한 자장 센서가 사용될 수 있기 때문이다. 그래서 개발, 구입, 보수, 생산 및 수송에 있어서의 아주 큰 비용 절감 및 변경된 고객 요구에 대한 현저한 대응 시간의 감축이 달성되는 것을 바로 알 수 있다.

그리고 특별히 유리하게도 상수κm은 실질적으로 자장 센서에 의해 검출될 수 있는 최대 자장 각도에 상당한다. 이 방법으로 자장 센서에서는 볼 조인트 선회 각도에 대해 가급적 높은 분해능으로 또한 반복 정확도로 측정 신호가 포착될 수 있다.

그리고 본 발명의 경우, 볼 조인트가 그의 정격 각도만큼 선동할 때 자장 센서가 필요한 자장 변경에 의해 대처될 수 있는 한, 어떤 자기 작동 원리 및 조합된 조인트 볼과 자석의 어떤 형태와 배열이 사용되는가는 중요하지 않다.

그러나 본 발명의 바람직한 실시형에 따라, 자석으로서는 그의 자축이 바람직하게는 볼 조인트의 축과 일치하는 간단한 막대자석이 사용된다. 그런 형상은 특히 구조가 간단하고 비용 유리하며 그리고 신뢰성 있는 각도 검출을 가능하게 하는데, 이 각도 검출은 볼 조인트의 작동 중에 혹시 발생하는 그 자체 축 주위의 볼 저널의 회전에 의해서도 영향 받지 않은 채 그대로 있다. 그리고 특히 바람직하게는 자석은 볼 저널에 대향해 위치하는 그 조인트 볼의 극 영역에 배치된다.

본 발명의 추가의 바람직한 실시형에 의하면 자장 센서는 볼 조인트 반대쪽 조인트 하우징의 개구 내 또는 거기에 있는 폐쇄 덮개의 영역 내에 배치된다. 그리고 특히 바람직하게는 자장 센서의 자기 대칭축은 조인트 하우징의 대칭축 또는 볼 저널의 축과 그 중립 위치에서 합동된다.

이것은, 상기한 바람직한 자석의 배치와 마찬가지로, 볼 조인트의 간단한 구조의 의미에 있어, 또한 조인트 하우징 내 볼 조인트의 가능한 회전과는 상관없이 선회 각도의 신뢰성 있는 결정을 위해 유리하다. 그리고 자장 센서는 바람직하게는 플라스틱 소자 내에 배치되거나 또는 플라스틱 소자 내에 매립된다. 그리고 이 플라스틱 소자는 특히 바람직하게는 동시에 볼 조인트 반대쪽 조인트 하우징 측면 위 조인트 하우징을 위한 폐쇄 덮개의 기능을 또한 담당하는데, 이것은 다시 볼 조인트의 구조적 간단화 및 거기에 따른 비용 절감 및 신뢰성 상승에 기여한다.

어떤 방법으로 자석을 조인트 볼과 연결시킬 것인지 또는 자석을 조인트 볼 내에 매립시킬 것인지는 발명의 본질을 위해서는 중요하지 않다. 또한 자석의 형상 결정도, 자력선들이 자장 센서의 영역 내에서 소망하는 대로 분포될 수 있는 한, 발명상 중요하지 않다. 바람직하게는 본 발명의 특히 바람직한 실시형에 따라 탄성 중합체 재료 또는 플라스틱 재료로 구성되는 탄성 보조체에 의해 자석은 조인트 볼 내에 매립된다.

마찬가지로 본 발명의 바람직한 실시형에 따라 자석은 실질적으로 막대 모양의 원통형을 갖고 자석을 조인트 볼의 홈 내에 매립하는 보조체는 실질적으로 중공 원통 형상을 갖는다.

환언하면 이것은, 자석과 조인트 볼을 결합시키기 위해 조인트 볼은 실질적으로 한 원통형 홈을 갖고, 그 홈 내로 바람직하게는 플라스틱으로 구성되어 있고 링 형의 보조체가 삽입 또는 압입되고, 그런 후 보조체의 홈 내로 자석이 삽입, 압입되거나 또는 접착된다는 것을 의미한다.

더욱이 탄성 보조체는 본 발명의 추가의 실시형에 따라 바람직하게는 비상자성 재료로 된 실질적으로 링 형의 스프링으로 형성되고, 링 형 스프링은 추가의 실시형에 따라 그 외에 적어도 부분적으로는 자석을 수납하기 위해 플라스틱 재료에 의해 그 주위로 성형될 수 있다. 이 방법으로 자석은 한편으로는 특별히 간단히 장착될 수 있고, 다른 한편으로는 링 형 스프링에 의해, 특히 플라스틱 주위 사출성형된 링 형 스프링에 의해, 자석은 특히 내진적으로 조인트 볼 내에 고정될 수 있다.

실질적으로 원통형 또는 링 형 보조체에 의해 그리고 실질적으로 링 형 스프링에 의해 자석을 조인트 볼 내에 매립하는 것은, 정확히 선회 각도 센서의 최대 분해능을 위해 필요한 특징적인 자장이 발생하도록, 자장의 형태, 강도 및 범위에 결정적으로 영향을 미치는, 자석의 위치와 크기 및 조인트 볼 내 홈의 위치와 크기가, 특히 간단히 또한 특히 서로 상관없이 최적화 될 수 있는 것을 의미하는 것이 되어 특히 유리하다.

도 1은 선회 각도 검출을 위한 볼 조인트 용 실시예의 부분 단면 측면도이고,

도 2는 도 1에 의한 볼 조인트의 조인트 볼과 자석을 통한 약시 종단면도이고,

도 3은 약시적인 도 2에 의한 종단면도 및 자력선의 분포도이고,

도 4는, 도 2에 표시된, 조인트 볼의 선회 각도 α에 대해 플롯된 자력선 각도 κ의 경과 도표이고,

도 5는, 도 3에 해당하는, 추가 볼 조인트의 조인트 볼의 종단면도 및 자력선 분포도이고,

도 6은, 도 4에 해당하는, 도 5에 의한 조인트 볼의 선회 각도 α에 대한 자력선 각도 κ의 도표이고,

도 7은 볼 조인트의 추가 실시형의 조인트 볼과 자석을 통한 약시 종단면도이고,

도 8은 도 7에 대응하는 도 7에 의한 조인트 볼의 하면도이고,

도 9는, 도 7 및 8에 대응하는, 볼 조인트의 추가 실시형의 조인트 볼과 자석을 통한 종단면도이고,

도 10은, 도 7 내지 9에 대응하는, 도 9에 의한 조인트 볼의 하면도이다.

[부재번호] 1 볼 조인트, 2 조인트 볼, 3 볼 저널, 4 조인트 하우징, 5 베어링 쉘, 6 탄성중합체 벨로스, 7 하우징 덮개, 8 영구자석, 9 자장 센서, 10 플라스틱 링, 11 원호부, 12 자력선, 13 센서 좌표점, 14 보조체(스프링), 15 스프링 노스, 16 플라스틱, α 각도, κ 각도.

이하에서는 단지 표시된 도면들의 실시예들에 따라 본 발명을 상세히 설명할 것이다.

도 1에는 볼 조인트(1)가 부분 종단면도가 표시되어 있다. 볼 조인트(1)는 대체로 조인트 볼(2)을 포함하는 볼 저널(3) 및 그 안에 베어링 쉘(5)이 설치된 조인트 하우징(3)으로 구성되어 있다. 또한 볼 조인트(1)는 다시 고무 탄성체 벨로스(6) 및 하우징 덮개(7)를 포함하고 있는데, 이들은 조인트 볼(2)과 베어링 쉘(5)을 오물과 습기의 침입으로부터 방지하는 역할을 한다.

그러나 그 외에도 볼 조인트(1)에는 볼 저널(3)의 조인트 하우징(4)에 대한 선회 각도 위치를 정하기 위한 장치도 제공되어 있다. 이 선회 각도 측정 장치는 한편으로는 영구 자석(8)을 포함하고 있는데, 이 영구 자석은 조인트 볼(2)의 저널 반대쪽 극 영역에서 거기 존재하는 조인트 볼(2)의 홈(요부) 내에 배치되어 있다. 다른 한편으로는 각도 측정 장치는 자장 센서(9)를 갖고 있는데, 이 센서는 조인트 하우징(4)을 바라보는 하우징 덮개(7)의 내면 위에 배치되어 있다.

자장 센서(9)는, 표시된 실시예에서는, 그의 출력 신호는 센서를 침투하는 자력선들의 각도에 대한 직접적 척도를 나타내는 것이 특징인 소위 자기 저항 센서(MR-센서)를 말하는 것이다.

또한 도 1에서는 마찬가지로 조인트 볼(2)의 극 영역에서 그곳의 절졀부 내에 배치된 플라스틱 링(10)도 볼 수 있는데, 이 링은 영구자석(8)을 조인트 볼(2) 내에 매립시키는 데에 이용된다. 이미 이로부터 자석(8)의 자장의 특성은, 볼 조인트 자체 에 대한 어떤 종류상의 추가 변경을 행할 필요 없이, 정해진 크기와 두께의 자석(8)을 선택함에 의해 또한 거기에 해당하는 형상에 의해 그리고 경우에 따라서는 플라스틱 링(10)의 재료 선정에 의해 이미 넓은 한계 내에서 변경될 수 있다.

자석(8)의 크기와 두께와 같은 자장에 대해 결정적 성질을 가진 자석(8) 자체 외에도, 플라스틱 링(10)은 자석(8)을 조인트 볼(2) 내에 고정하는 순수 기능 자체 외에 능동적인 자장 영향화 부재로 될 수도 있다. 이것은 예컨대 자기적으로 불활성이지 않고 자력선들의 경로에 영향을 미치는 재료를 플라스틱 링(10)으로서 선택함으로써 실현될 수 있다. 그 위에 자석(8)도 또한 플라스틱 재료로 제조하지만 자석(8)의 제조를 위해서 자기화 될 수 있는 플라스틱 재료를 사용하는 것도 가능하다. 이 방법에 의해, 자석(8)과 플라스틱 링(10)을 예컨대 동시 압출에 의해 제조 가능한 단일 부재가 되도록 용융시키는 것조차 가능하다.

도 2에는 보다 명확히 보이기 위해 단지 도 1에 의한 볼 조인트(1)의 조인트 볼(2)만이 도시되어 있다. 도면에 있어 아래쪽 조인트 볼(1)의 극 영역에 있어 거기에 존재하는 원통형 홈 내에 배치된 플라스틱 링(10)과 플라스틱 링(10) 내 중간에 매립된 영구자석(8), 및 자장 센서(9)를 인식할 수 있다. 자장 센서(9)가 도 2에는 표시되지 않은 하우징 덮개(7)를 통해 연결되어 있는, 역시 도시되지 않은 조인트 하우징(4)에 대해, 조인트 볼(2)을 선회시키면, 자장 센서(9)는 원호부(11)를 따라 조인트 볼(2)에 대해 이동하고, 이때 자장 센서(9)를 침투하는 자석(8)의 자력선들의 방향은 조인트 볼(2)의 선회 각도에 따라 변하고 그것에 따라 자기 센서(9)의 출력 신호를 변경시킨다.

도 3에는, 도 2에 의한 조인트 볼(2)과 자장 센서(9)가 새로이 이번에는 단지 개략적으로 표시되어 있다. 그 외에도 도 3은 조인트 볼(2) 내에 배치된 자석(8)의 자력선들(12)의 분포를 보여준다. α로 표시된 각은 예컨대 조인트 하우징(4)에 대한 조인트 볼(2)의 선회의 크기를 표시하는 한편 κ는 그때 자장 센서(9)를 침투하는 자력선들의 각도를 나타낸다. 도 3의 표시를 기준으로 할 때, 이것은, 예컨대 조인트 볼(2)이 각도(α1)만큼 선회할 때 자석(8)의 자력선은 조인트 볼(2)에 대해 그때 부재번호(13)에 있는 자장 센서(9)를 각도(κ1)로 침투하고 이것은 각도(κ1)에 해당하는 자장 센서(9)의 출력 신호를 야기한다는 것을 의미한다.

도 4에는 각도(κ1) 또는 거기에 해당하는 자장 센서(9)의 출력 신호가 조인트 볼(2)의 선회 각도에 대해 플롯되어 있다. 자장 센서(9)에 의해 공급된 각도 신호와 해당하는 조인트 볼(2)의 선회 각도 사이에는 실제적으로 직선 관계가 성립하는 것을 알 수 있고, 이것은 조인트 하우징(4)에 대해 조인트 볼(2)의 선회 각도를 정밀하고 가능한 한 최고의 분해능으로 결정하는데 대단히 유익하다.

도 5에는 또 하나의 볼 조인트(1)의 조인트 볼(2) 및 해당하는 자력선들(12)의 분포가 다시 개략적으로 표시되어 있다. 도 5에 표시된 조인트 볼(2)은 그러나 도 3에 의한 조인트 볼(2) 보다 더 작은 직경을 가진 자석 홈을 갖고 있다. 이 조인트 볼(2)의 자석 홈의 보다 작은 직경은, 도 5에 따라, 보다 작은 외경을 가진 플라스틱 링(10)이 사용되고 이때 도 5에 의한 자석(8)은 도 3에 의한 자석(8)과 같은 크기를 갖게 함에 의해 보정된다. 그러나 단지 자석(8)과 플라스틱 링(10)을 포함하는 조인트 볼(2)의 홈의 변경된 치수는, 도 3과 도 5의 비교로 알 수 있는 것처럼, 벌써 자장의 형상 및 자력선들(12)의 분포를 상당히 변화시킨다. 그러나 조인트 하우징(4) 내 조인트 볼(2)의 선회운동에 따른 자장 센서(9)의 반응의 대응 변화도 그것과 관련되어 있다.

이것은 도 5와 도 3을 개관하면 분명해진다. 도 3 및 도 5에 있어 번호 13에서 자장 센서(9)를 침투하는 자력선(12)의 각도가 κ1로 표시되어 있다. 그런데 각도 κ1, 따라서 도 3 및 도 5에 있어 자장 센서(9)의 출력 신호도 크기가 같다. 도 3과는 상이하게 형성된, 특히 서로 조밀하게 뻗는 자력선들을 가진 도 5에 의한 자장으로 인해, 자력선(12)이 각도 κ1로 자장 센서(9)를 침투하는 그 위치(13) 또는 조인트 볼(2)과 조인트 하우징(4)의 그 상대 각도위치는, 도 5에 의한 볼에서는 도 3에서 보다 조인트 볼(2)의 중립 또는 중앙 위치에 분명히 더 접근되어 위치해 있다.

환언하면 이것은, 자장 각도 κ1 또는 대응하는 자장 센서(9)의 출력 센서가 도 5에 따라서는 크기 α2로 조인트 볼(2)이 조금 선회할 때에 이미 나타나는 반면, 같은 크기의 자장 각도 κ1 또는 같은 크기의 자장 센서(9)의 출력 센서가 도 3에 따른 배열에서는 α1 로 보다 크게 선회해서야 비로소 나타나는 것을 의미한다.

이런 관계는, 도 3에 따른 배열의 도 4에 따른 도표와 도 5에 따른 배열의 도 6에 따른 도표가 표시되어 있는 도 4와 도 6에 의한 도표들의 비교에 의해서도 명확하다. 도 4와 도 6의 도표들의 비교에 따라, 도 3에 따른 배열에서는 출력 신호 κ1이 약 α1=15°만큼 조인트 볼이 선회했을 때에 비로소 도달되는 반면, 도 5에 따른 배열에서는 같은 크기의 출력 신호 κ1이 약 α1=12°만큼 조인트 볼이 선회했을 때에 벌써 도달된다는 것을 알 수 있다. 마찬가지로 표시된 실시형에서는 약 90°의 자력선 각도에 해당하는 최대 출력 신호 κm이 도 3에 따른 배열에서는 조인트 볼(2)이 약 αm=27°만큼 선회했을 때에 비로소 도달되는 한편, ㄱㅌ은 크기의 최대 출력 신호 κm이 도 5에 따른 배열에서는 조인트 볼(2)이 약 αm=21°만큼 선회했을 때에 이미 도달된다. 환언하면 이것은, 조인트 볼(2) 및 자석(8) 그리고 경우에 따라서는 플라스틱 링(10)의 발명적 형상으로 구비된 볼 조인트 볼(1)은 주로, 동일한 한 자장 센서(9) 및 동일한 한 센서 하우징(7)을 가진 볼 조인트 시리즈 이내에서 호환성을 갖고, 이때 자장 센서(9)는 볼 조인트 시리즈의 매 볼 조인트 유형에서 동일한 한 위치(지점)에 배치될 수 있다는 것을 의미한다. 본 발명에 따라 단지 자석(8)의 위치와 크기, 조인트 볼(2) 내 홈의 위치와 크기 및 경우에 따라서는 플라스틱 링(7)의 크기와 구조를 적합화함에 의해, 볼 조인트 시리즈의 매 볼 조인트(1)에 있어서 볼 조인트(1)가 매 정격 선회 각도만큼 선회할 때 전 시리즈 내에서 불변적으로 사용되는 자장 센서(9)의 가용 전체 신호 폭을 보장적으로 이용할 수 있다.

도 7 내지 10에는 볼 조인트(1)의 두 추가 실시형의 조인트 볼들이 도시되어 있다. 도 7에는, 종단면의 조인트 볼(2)과 자석(8) 외에, 이 볼 조인트(1)의 실시예에서는 실질적으로 링 형 스프링(14)으로 구성되어 있는 링 형 보조체(14)를 볼 수 있는데, 자석(8)을 조인트 볼(2)의 원통형 홈 내에 고정하는데 이용되는 링 형 스프링(14)은 바람직하게는 자장에 영향을 주지 않거나 또는 그것을 약화시키지 않기 위해 비상자성 재료로 제조될 수 있다.

도 8은 도 7에 따른 조인트 볼(2)의 평면도이다. 중앙에 배치된 특히 예로서 펀칭에 의해 형성된 링 형 스프링(14)의 형상을 볼 수 있는데, 이 스프링은 수 개의 텅 상의 스프링 노스(15)에 의해 조인트 볼(2)의 원통상 홈의 외연에 지지되어 있다.

도 9에는 볼 조인트(1)의 추가 실시형의 조인트 볼(2)이 종단면으로 표시되어 있다. 표시된 조인트 볼(2)은 역시 자석(8)을 조인트 볼(2)의 원통형 홈 내에 고정하기 위한 대략 링 형의 스프링(14)을 갖고 있다. 그러나 추가적으로 자석을 수용하는 링 형 스프링(14)의 중앙 영역은 플라스틱 재료로 주위적으로 사출성형되어 있다. 이것은 특히 볼 조인트(1)의 작동시 발생하는 진동에 대해 자석(8)을 조인트 볼(2)의 원통형 홈 내에 더욱 강력히 고정하는 역할을 한다.

도 10에는 끝으로 도 9에 따른 조인트 볼의 하면도가 다시 도시되어 있다. 도 8에 따른 스프링과 마찬가지로 스프링(14)을 조인트 볼(2)의 원통형 홈 내에 지지하기 위한 스프링 노스(15)를 갖고 있는 링 형 스프링(14) 외에, 플라스틱 재료(16)로 둘러 성형되어 있고 도면에 있어 자석(8)에 의해 차지되고 있는 링 형 스프링(14)의 중앙 영역을 볼 수 있다.

그래서 결과적으로 분명한 것은 본 발명의 덕택으로, 볼 조인트의 고객 특정적 주위 구조가 본 발명에 따라 오직 조인트 볼과 자석 배치에 한정될 수 있기 때문에, 선회 각도 검출을 위해 볼 조인트의 치수를 정할 때의 구조 비용이, 특히 그런 볼 조인트의 고객 특정적인 치수와 형상에 대한 비용이 아주 현저하게 감소될 수 있다는 것이다. 거기에 반해 자장 센서의 종류, 구조, 배치 및 위치는 각각 그대로 유지된다. 그럼으로써, 한편으로는 상당한 비용 절약이 달성될 수 있고 다른 한편으로는 고객 특정적인 소망과 요구에 응답할 수 있는 시간이 현격하게 감소될 수 있다.

Claims

조인트 볼(2)의 홈 내에 매립된 자석(8) 및 조인트 하우징(4)에 배치된 자장 센서(9)로, 조인트 하우징(4)과 볼 저널(3)의 상대 각 위치를 구하기 위한, 선회 각도를 측정하는 자장 센서(9)를 구비한 볼 조인트(1)에 있어서,

볼조인트 시리즈를 위해, 조인트 볼(2) 내 자석(8)의 위치와 크기 및 조인트 볼 내 홈의 위치와 크기는, 볼 조인트(1)가 정격 선회 각도 αm에 도달할 때 상기 자장 센서(9)를 침투하는 자력선(12)의 각도 κ가 상기 볼 조인트 시리즈 전체에 대하여 유효한 상수 κm에 거의 일치하도록, 선정될 수 있는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제 1 항에 있어서, κm은 실질적으로 자장 센서(9)에 의해 검출될 수 있는 최대 자장 각도에 상당하는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제 1 항 또는 2 항에 있어서, 자석(8)은 그의 자축이 볼 저널(3)의 축과 일치하는 막대 자석인 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제3항에 있어서, 자석(8)은 조인트 볼(2)의 볼 저널 반대쪽 극 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제2항에 있어서, 센서(9)는 조인트 하우징(4)의 폐쇄 덮개(7)의 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제5항에 있어서, 센서(9)의 자기 대칭축은 조인트 하우징(4)의 대칭축 또는 볼 저널(3)의 대칭축과 합동인 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제6항에 있어서, 센서(9)가 플라스틱 소자(7) 내에 배치 또는 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제 7 항에 있어서, 플라스틱 소자(7)는 조인트 하우징(4)을 위한 폐쇄 덮개의 기능과 일치하는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제4항에 있어서, 자석(8)의 조인트 볼(2) 내 매립 및 고정은 탄성 보조체(10)에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제 9 항에 있어서, 탄성 보조체(10)는 중합체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제 10 항에 있어서, 자석(8)은 실질적으로 원통 형상 그리고 탄성 보조체(10)는 실질적으로 원통 링 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제 11 항에 있어서, 탄성 보조체(10)는 실질적으로 비상자성 재료로 된 스프링(14)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
제 12 항에 있어서, 링 형 스프링(14)은 적어도 그 일부 영역에는 플라스틱 재료(16)로 주위로 사출성형되어 있는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.