特許 6874934 車両のサスペンションシステムのための一体型負荷センサをもつ弾性支持体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6874934

(24)【登録日】2021年4月26日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】車両のサスペンションシステムのための一体型負荷センサをもつ弾性支持体

(51)【国際特許分類】

   G01L 1/18 20060101AFI20210510BHJP

   B60G 17/019 20060101ALI20210510BHJP

   B60K 5/12 20060101ALI20210510BHJP

   F16F 1/38 20060101ALI20210510BHJP

   F16F 1/36 20060101ALI20210510BHJP

   F16F 15/08 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   G01L1/18 A

   B60G17/019

   B60K5/12 Z

   F16F1/38 Z

   F16F1/36 C

   F16F15/08 B

【請求項の数】4

【外国語出願】

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-227274(P2017-227274)

(22)【出願日】2017年11月27日

(65)【公開番号】特開2018-179964(P2018-179964A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2019年10月8日

(31)【優先権主張番号】17167486.4

(32)【優先日】2017年4月21日

(33)【優先権主張国】EP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】513318515

【氏名又は名称】シー．アール．エフ． ソシエタ コンソルティレ ペル アツィオニ

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ヴェカ アントニーノ ドメニコ

(72)【発明者】

【氏名】チアペロ パオロ

(72)【発明者】

【氏名】ダルマッソ フランセスカ

(72)【発明者】

【氏名】ランバティーニ ヴィトー ガイド

【審査官】 公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６０−１０６８０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１３−５４６１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１４７９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２７０８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２９２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１３４６１７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ １／１８

Ｇ０１Ｌ ５／００−５／２８

Ｂ６０Ｇ １７／０１９

Ｂ６０Ｋ ５／１２

Ｆ１６Ｆ １／３６−１／３８

Ｆ１６Ｆ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載されるサスペンションシステムのための弾性支持体であって、カーボン系ナノフィラーを加えられたポリマエラストマ材料で形成された少なくとも１つの本体を備え、前記本体の外面は、前記本体のカーボン系ナノフィラーを加えられたポリマ材料がレーザ照射によって局所的にピエゾ抵抗性にされた、１又は複数のピエゾ抵抗領域を有し、これにより、前記弾性支持体に加えられる負荷を検出することができる１又は複数の電気変形センサを画定し、
前記弾性支持体は、前記車両のサスペンションのショックアブソーバユニットのパッドであり、
前記１又は複数のピエゾ抵抗領域は、第１のセンサ付きのバンド及び第２のセンサ付きのバンドの形態であり、それら両方は、前記弾性支持体の円周の延在部に沿って延在し、前記第１のセンサ付きのバンドの幅は、前記第２のセンサ付きのバンドの幅より狭い、
弾性支持体。

【請求項2】

前記本体は、カーボン系ナノフィラーを加えられた前記ポリマ材料が、レーザ照射によって局所的に導電性にされた、１又は複数の導電性経路であって、これにより、前記本体と関連付けられた電極を有する前記１又は複数のピエゾ抵抗領域の１又は複数の電気接続線を画定する、１又は複数の導電性経路を含む、請求項１に記載の弾性支持体。

【請求項3】

請求項１または２に記載の少なくとも一対の弾性支持体を備える、
車両サスペンション。

【請求項4】

請求項１または２に記載の複数の弾性支持体と、
前記１又は複数のピエゾ抵抗領域を含む１又は複数の導電性経路の電気抵抗をモニタリングする、並びに、測定された前記電気抵抗が所定の閾値から外れる場合に、車両の運転者の快適さを改善すること及び前記車両のグリップを改善することのうち少なくとも１つを行うよう適合された前記車両の搭載システムを作動する、電子制御ユニットと
を備える
車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に搭載されるサスペンションシステムのための弾性支持体に関する。

【0002】

［先行技術］ 車両に搭載されるサスペンションシステムが受ける負荷レベルの検出は、車両それ自体の快適さ及び／又はグリップを改善するよう適合される運転補助システムを操作すべく、この分野における企業によって特に感じられている課題である。市場で現在利用可能な解決手段は、ＪＰ Ｓ６０ １０６８０７ Ｕの明細書において記載された解決手段等の、減衰システムに結合されたディスクリート変位センサの使用を含む。

【0003】

しかしながら、これらの解決手段は、あまりコンパクトではなく、また、比較的高い設置コストで非常に複雑な組立段階を必要とする。

【0004】

同一の出願人は、国際公開第２０１２／０５５９３４ Ａ１において、レーザ照射によって、非導電性ポリマ基板内に導電性トレース及び／又はピエゾ抵抗トレースを製造する方法であって、上記基板は、熱劣化に続いて炭化しにくいポリマをもつマトリクスと、カーボンナノチューブ、又は窒化炭素又はカーボンナノファイバを含む分散段階とを含むコンポジットポリマ材料である方法を提案している。

【0005】

本発明は、車両サスペンションのためのパッド及びブッシング又はエンジンサスペンションのための弾性プラグ等の、車両の搭載サスペンションシステムのための一体型負荷センサをもつ弾性支持体を製造すべく、この方法の有利な応用を見出だす要求に基づく。 ［本発明の目的］

【0006】

本発明の目的は、従って、車両に搭載されるサスペンションシステムのための弾性支持体を製造することであり、これは、国際公開第２０１２／０５５９３４ Ａ１の明細書において本出願人により提案された方法によって提供される可能性を有利に活用する。

【0007】

本発明の別の目的は、追加のセンサを用いる必要、又は特定の場合において信頼性のない、ロジック回路上で動作するシステムに頼る必要なく、一体型負荷センサをもつエラストマ構成要素を介して上述の目的を達成することである。

【0008】

本発明の別の目的は、構築するのに簡単で経済的であり、同時に、それが提供される機能を実行する上で極めて信頼性の高い構成要素を製造することである。

【発明の概要】

【0009】

上述の目的を達成することを考慮すると、本発明は、車両に搭載されるサスペンションシステムのための弾性支持体であって、カーボン系ナノフィラーを加えられたポリマエラストマ材料で形成された少なくとも１つの本体を含み、上記本体の外面は、上記本体のカーボン系ナノフィラーを加えられたポリマ材料がレーザ照射によって局所的にピエゾ抵抗性にされた、１又は複数のピエゾ抵抗領域を有し、これにより、上記弾性支持体に加えられる負荷を検出することができる１又は複数の電気変形センサを画定することを特徴とする、弾性支持体を提供することを目的とする。

【0010】

これらの特性のおかげで、本発明による弾性支持体は、構成要素それ自体内に、追加のセンサを用いる必要、又は誤ったシグナリングの影響を受けやすいロジック回路に頼る必要なく、負荷検出機能を統合する。

【0011】

本発明の別の特性によると、カーボン系ナノフィラーを加えられたポリマエラストマ材料で形成された本体は又、カーボン系ナノフィラーを加えられたポリマ材料が、レーザ照射によって局所的に導電性にされた、１又は複数の導電性経路であって、これにより、上記本体と関連付けられた電極をもつ上記ピエゾ抵抗領域の１又は複数の電気接続線を画定する、１又は複数の導電性経路を含む。

【0012】

本発明の第１の実施形態において、弾性支持体は、車両サスペンションの旋回アームを関節連結するための弾性ブッシングである。

【0013】

第２の実施形態において、弾性支持体は、車両サスペンションのショックアブソーバユニットのパッドである。

【0014】

本発明はまた、車両を対象とし、車両は、上述のタイプの複数の弾性支持体と、上記ピエゾ抵抗領域を含む１又は複数の導電性経路の電気抵抗をモニタリングするよう構成される、及び車両の運転者の快適さを改善することができる車両の搭載システムを操作する、及び／又は測定された電気抵抗が所定の閾値から外れる場合に車両のグリップを改善するよう構成される電子制御ユニットとを含む。

【0015】

本発明の更なる特性及び利点が、以下の説明及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

添付図面は、非限定的な例としてにより純粋に提供される。

【図1】本発明による複数の弾性支持体を設けられる車両サスペンションの斜視図である。

【図2】本発明による弾性支持体の第１の実施形態の断面図を図示する。

【図3】前述の図面の弾性支持体の斜視図を図示する。

【図4】本発明の第２の実施形態による支持体の製造方法の段階を図示する概略図である。

【図5】前述の図面の弾性支持体の別の斜視図を図示する。

【発明を実施するための形態】

【0017】

添付図面において、参照１及び２は、車両の搭載サスペンションシステムのための、本発明による弾性支持体の２つの代替的な実施形態を示す。具体的には、図面で図示されている本実施形態は、ショックアブソーバユニットＡのパッド１と、旋回アームＢを関節連結するための弾性ブッシング２であり、それらの両方は、車両サスペンションＳに配置されている。図１の斜視図において図示されているサスペンションＳのアーキテクチャは、単に例としてみなされるべきである。なぜなら、他のサスペンションタイプが、本発明による弾性支持体と関連付けられ得るからである。加えて、弾性支持体（パッド及びブッシング）のこれらの特定の実施形態は、決して限定的なものであるとみなされるべきではない。なぜなら、本発明はまた、例えば、車両のエンジンサスペンションシステムのための弾性プラグを対象とするからである。

【0018】

本発明の本質的な特性によると、弾性支持体１、２は、同一の出願人による国際公開第２０１２／０５５９３４ Ａ１の開示による、カーボン系ナノフィラーを加えられたポリマ材料からなる機能化された部分を有するポリマエラストマ材料で形成された少なくとも１つの本体Ｃを含む（図３、図４）。

【0019】

本明細書の知られた方法において、ポリマ系の材料に、カーボンナノチューブ、又は窒化炭素又はカーボンナノファイバ等のカーボン系ナノフィラーが、材料を導電性にするには不十分な量加えられる。図面において図示されている本発明の本実施形態において、特に、ショックアブソーバ１及び弾性ブッシング２の形態の弾性支持体をそれぞれ図示する図２〜図３及び図４〜図５を参照して、これらの要素１、２の本体Ｃの表面は、国際公開第２０１２／０５５９３４ Ａ１が適用される。この方法は、複数のピエゾ抵抗領域３、４、５を形成すべく、レーザヘッドＨによって弾性支持体のポリマ材料に放射されるレーザビームＬを方向付けることを想定する。

【0020】

図４は、レーザヘッドＨを概略的に示す。レーザヘッドＨは、２つの直交する方向Ｘ、Ｙに移動可能であり、１つの平面内で、又は２つの直交する平面内でレーザビームＬを旋回するための手段も搭載する。図４において概略的に図示されている解決手段は、単に例示として提供され、代替的に、支持体２は、レーザヘッドＨに対して移動すると想定することができ、又は、支持体２及びレーザヘッドＨの移動の組み合わせを想定することができる。

【0021】

本発明の別の特性によると、弾性支持体１、２の本体Ｃの表面へのレーザ照射は、ピエゾ抵抗領域３、４、５に加えて、レーザビームＬが材料の炭化を生じさせる１又は複数の導電性経路６を形成するように実行される。基材、ナノフィラーのタイプ、使用可能なレーザのタイプ、及びレーザヘッドＨを移動させるための手段に関する詳細は、簡潔かつ明瞭にすべく、ここで図示されていない。なぜなら、それら自体において理解されるそのような詳細は、本発明の範囲内に含まれず、国際公開第２０１２／０５５９３４ Ａ１に含まれる開示による、任意の知られた方法で達成可能であるからである。

【0022】

より具体的には、図２及び図３を参照すると、ショックアブソーバ１の形態で、本発明による弾性支持体の断面図及び斜視図がそれぞれ図示されている。知られたアーキテクチャによると、パッド１は、バネＭと同軸となるようにショックアブソーバユニットＡのステムＳ１の上端に配置される。パッド１の外面に、複数のピエゾ抵抗領域が形成され、第１のセンサ付きのバンド３及び第２のセンサ付きのバンド４の形状で作られる。２つのバンド３、４は、パッド１の全体の円周の延在部に沿って延在し、より具体的には、第１のセンサ付きのバンド３は、パッド１の外面上にまた提供される第２のセンサ付きのバンド４より実質的に小さい。２つのバンド３、４は、パッド１を構成する２つの異なるポリマ材料の外面上に形成される。

【0023】

パッド１の外面上のセンサ付きのバンド３、４の配置は、本発明によるセンサ付きのパッド１の操作を損なうことなく、図示されているものに対して大きく変わり得る。電極７が、各センサ付きのバンド３、４の近接する端にあり、それらは、導電性金属ターミナルとして機能し、これにより、その端は車両に搭載され配置される電子制御ユニットＥに接続されている。電子制御ユニットＥの機能が、以下の説明で更に説明される。

【0024】

図４及び図５において図示されている実施形態を参照すると、本発明による弾性支持体は、例えば、サスペンションＳの旋回アームＢのための弾性ブッシング２の形態である。それ自体知られたアーキテクチャによる弾性ブッシングは、エラストマ材料の内側本体Ｃをもつ金属外側シェル８を有し、金属ピン９が、その中を貫通する。しかしながら、車両サスペンションＳと関連付けられる安定化バーのブラケットのためのブッシング２０等の、他のタイプのサスペンションのための弾性ブッシングが、本発明の本開示によって製造され得る（図１）。

【0025】

ブッシング２は、国際公開第２０１２／０５５９３４ Ａ１の明細書の開示による方法を受けるポリマエラストマ材料の本体Ｃを含み、これにより、複数のピエゾ抵抗領域５が取得され、導電性経路６によって接続される。図面で図示されている特定の形態において、導電性経路６は、ピエゾ抵抗領域５が互いに直列に接続されるように配置されているが、並列に接続された領域も提供され得る。２つの近接するピエゾ抵抗領域５の端に、２つの導電性経路が存在し、それらの端は、車両の電子制御ユニットＥに接続されている（パッド１に関して先に説明されたものと完全に同様の方法で）。

【0026】

パッド１を構成する実施形態（図２及び図３）と、ブッシング２を構成する実施形態（図４及び図５）の両方を参照して、車両の搭載電子制御ユニットＥは、ピエゾ抵抗領域を含む導電性経路のうちの１又は複数の電気抵抗をモニタリングするよう構成され、これにより、測定された電気抵抗が所定の閾値を超える場合に、車両の運転を容易にする補助システムを操作する。この補助システムは、例えば、車両の快適さを改善する、及び／又は車両のグリップを改善するために設計され得る。

【0027】

上述したように、本発明はまた、車両のエンジンサスペンションのための弾性支持体の形態で製造され得、支持体が受ける負荷検出機能は、支持体それ自体に統合される。

【0028】

上述した特性のおかげで、本発明による支持体は、構築が簡単で経済的であるが、同時に車両の搭載システムの作動をトリガする負荷を検出する場合に極めて信頼性の高い目的物を製造することによって、国際公開第２０１２／０５５９３４ Ａ１の明細書において本出願人により提案された方法によって提供される可能性を有利に活用し、これは、車両の運転者の快適さを改善し得る、及び／又は車両それ自体のグリップを改善し得る。

【0029】

もちろん、本発明の原理を損なうことなく、構造の詳細及び実施形態は、純粋に例として説明され、図示されてきたものに対して、添付の特許請求の範囲において画定される本発明の範囲から逸脱することなく、広く変化してよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】