JP2003522911A - ボールジョイント - Google Patents

ボールジョイント

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JP2003522911A
JP2003522911A JP2001558622A JP2001558622A JP2003522911A JP 2003522911 A JP2003522911 A JP 2003522911A JP 2001558622 A JP2001558622 A JP 2001558622A JP 2001558622 A JP2001558622 A JP 2001558622A JP 2003522911 A JP2003522911 A JP 2003522911A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ボールジョイントであって、当該ボールジョイントが、ケーシング切欠き６を備えたジョイントケーシング１と、当該ボールジョイントの、表面保護部を備えたジョイントボール２によってケーシング切欠き６内に支承された、ケーシング開口５から突出するピン区分を備えたジョイントピン１０と、ジョイントケーシング１とジョイントボール２との間に配置された支承シェル４と、ジョイントケーシング１とジョイントピン１０との間に配置されたシールベローズ７とから成っている形式のものに関する。本発明は、ジョイントケーシング１とジョイントボール２との間にシールエレメント３が配置されており、該シールエレメント３が、弾性的なプレロードをかけられてジョイントボール２に滑り接触していることによって特徴付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ボールジョイントは、種々異なる分野、特に車両構造内のホイールサスペンシ
ョンのための構造群で使用される。
【０００２】 このような形式のボールジョイントは、ケーシング切欠きを備えたジョイント
ケーシングと、ボールジョイントの、表面保護部を備えたジョイントボールによ
ってケーシング切欠き内に支承された、ケーシング開口から突出するピン区分を
備えたジョイントピンとから成っている。ジョイントボールは支承シェル内に配
置される。この支承シェルは、自動車におけるこのような形式のジョイントの高
い負荷のために必要となる。さらに、このような形式のボールジョイントはシー
ルベローズを有している。このシールベローズはジョイントケーシングとジョイ
ントピンとの間に設けられている。
【０００３】 この場合、持続潤滑をジョイントグリースによって可能にする構造上の手段を
講じることが、ボールジョイントの持続的な機能（長時間耐用年数）のために極
めて重要となる。これによって、互いに相対的に運動可能な構成部分の間の摩擦
が著しく低減される。慣用のジョイントでは、グリースリザーバとしてシールベ
ローズが使用される。
【０００４】 しかし、シールベローズは、不純物および環境影響に対する、自動車に用いら
れるボールジョイントのジョイント構成部分のシールのためにも必要不可欠であ
る。
【０００５】 最適なジョイント機能の別の問題は、自動車が頻繁に高圧洗浄装置によって浄
化されるという事実に基づき生ぜしめられる。この装置が、シールベローズを少
なくとも短時間の間に僅かにジョイント構成部分から持ち上げることができる圧
力を形成することが分かった。これによって生ぜしめられる非シール性によって
、ジョイント内部への望ましくない媒体の侵入が可能となる。
【０００６】 本発明の技術的な問題は、支承シェルとジョイントボールとの間への不純物ま
たは湿分の侵入に対するボールジョイントの、改善されたシールと、運動可能な
ジョイント構成部分の、最適化された潤滑機能とを同時に達成することである。
【０００７】 この技術的な問題は、本発明によれば、請求項１の特徴部に記載の特徴を備え
たボールジョイントによって解決される。
【０００８】 本発明によれば、ジョイントケーシングとジョイントボールとの間にシールエ
レメントが配置されており、このシールエレメントが、弾性的な予荷重もしくは
プレロードをかけられてジョイントボールに滑り接触していることが提案される
。
【０００９】 本発明の組換え可能性のためには、ジョイントボールに表面保護部が設けられ
ており、これによって、ジョイントボールが、この処理に基づき極めて僅かな粗
さならびに防食性を有していることが重要となる。なぜならば、これによってし
か、ジョイントボールに滑り接触するシールリップの長い耐用年数を保証するこ
とができないからである。この場合、最大の粗さ深さ（Ｒｙ）が約１〜５μｍの
間に設定されていることが望ましい。
【００１０】 本発明によって複数の利点が得られる。したがって、ボールジョイントの内部
で、混合を懸念することなしに、２種類のグリース品質が使用されてもよい。こ
の場合、最適な潤滑特性と滑り特性とを備えた第１の潤滑グリース品質がジョイ
ントボールと支承シェルとの間に提供されている。この場合、シールリップはグ
リースリザーバをシールしかつこのジョイント領域に保持している。第２のグリ
ース品質はシールベローズ内に収容され、主として、シール機能を果たしている
。
【００１１】 したがって、ボールジョイントの内部に設けられた付加的なシールリップは、
最適なジョイント潤滑だけでなく、同時に最適なシール機能も保証している。こ
のことは、特に高圧洗浄装置の使用時に、従来公知の構成に比べて著しく有利で
ある。
【００１２】 場合によっては、本発明によるボールジョイントは全くシールベローズなしで
さえ十分となり得る。しかし、いずれにせよ、シールベローズの位置固定を達成
するための手間を削減することができるので、締付けリングの使用を省略するこ
とも可能となるはずである。これによって、既存の構成部分の数だけでなく、本
発明によるボールジョイントの組付け時の手間ひいては費用を削減することもで
きる。
【００１３】 本発明の有利な改良形は従属請求項の対象である。
【００１４】 したがって、本発明の改良形によれば、シールエレメントが、支承シェルに一
体に形成されたリングであり、このリングが、ケーシング開口の側に、ジョイン
トボールの表面とケーシング切欠きの内側表面との間の密な結合部を形成してい
ることが提案される。このような形式のシールエレメント構成によって、ジョイ
ントボールとジョイントケーシングとの間のシールが簡単に可能となる。この場
合、シールエレメントは、支承シェルの開放側に加硫によって一体成形されたシ
ールリングであり得るかまたは接着されたシールリングであり得るかかまたは支
承シェルに一体に二成分法（Ｚｗｅｉｋｏｍｐｏｎｅｎｔｅｎｖｅｒｆａｈｒｅ
ｎ）で製造されたシールリングであり得る。
【００１５】 しかし、また、シールエレメントとして、ケーシング開口の側で射出成形によ
ってジョイントケーシングまたは支承シェルに直接一体成形されたシールリップ
が使用可能であるかもしくは支承シェルとケーシング切欠きの内側表面との間に
締め込まれたシールリップが使用可能であり、このシールリップが、弾性的なプ
レロードをかけられてジョイントボールに接触している。この場合、シールリッ
プは、先細りになる横断面を有しているので、シールリップの先端部はジョイン
トボールに対して掻取り作用を生ぜしめる。
【００１６】 シールエレメントは、熱可塑性の材料、たとえばポリオキシメチレン（ＰＯＭ
）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリアミド（ＰＡ）、ゴム材料または別のエラス
トマ材料から成っていてよい。これによって、シールエレメントが簡単に製造可
能となるだけでなく、シールエレメントとジョイントケーシングもしくは支承シ
ェルとの簡単な結合が可能となる。
【００１７】 さらに、シールエレメントの、ジョイントボールに接触するシール面が、摩擦
の少ない材料から成る付加的なコーティング部を有していると有利である。この
ことは、たとえばテフロンまたは別の適切な材料であってよい。
【００１８】 さらに、本発明による有利なボールジョイントでは、シールエレメントの、ジ
ョイントボールに接触するシール面をこのシール面の製造後に人工的に脆化させ
ることが可能である。このことは、これによって増大された表面に基づき特にシ
ール作用を改善している。
【００１９】 さらに、支承シェルとジョイントボールとの間の領域への不純物の侵入を回避
するために、ジョイントボールからジョイントピンのピン区分への緩やかな移行
部が設けられている、すなわち、ジョイントボールとジョイントピンのピン区分
との間の移行曲率Ｒが最小限に保たれていると有利である。本発明の有利な構成
によれば、この領域に溝が存在していないことが望ましい。
【００２０】 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２１】 図面には、公知先行技術に基づき公知のボールジョイントならびに本発明によ
る２つのボールジョイントが示してある。
【００２２】 図１には、従来公知の構成が示してある。この構成は、特にジョイントボール
２とボールピン１０のピン区分との間の移行領域に溝１２が存在しているという
欠点を有している。矢印Ａの方向で旋回可能なボールピン１０はその運動時に、
前記溝１２内に存在する不純物を支承シェル４とジョイントボール２との間の支
承面に直接搬送する。このことは、図１から明らかである。
【００２３】 図２および図３に示した本発明によるジョイントケーシング１のケーシング切
欠き６内には、ジョイントピン１０の、表面保護部を備えたジョイントボール２
が配置されている。このジョイントボール２は、複数の運動方向で運動可能に支
承シェル４内に支承されている。この支承シェル４も同様にケーシング切欠き６
内に挿入されている。シールベローズ７はグリースリザーバとして使用され、運
動可能なボールジョイント構成部分の、環境に対するシールのために働く。シー
ルベローズ７は、一方ではジョイントケーシング１に接触していて、他方ではジ
ョイントピン１０に接触している。ジョイントケーシング１はピン進出側にケー
シング開口５を備えている。このケーシング開口５とは反対の側でジョイントケ
ーシング１は閉鎖カバー８によって閉鎖されている。この閉鎖カバー８はケーシ
ング縁部１１の材料変形加工によってジョイントケーシング１内で位置固定され
る。支承シェル４の位置固定のためには、閉鎖カバー８と支承シェル４との間に
公差リング９が挿入される。
【００２４】 図２に示した構成では、ジョイントケーシング１のケーシング開口５の側で支
承シェル４に、弾性的な予荷重もしくはプレロードをかけられてジョイントボー
ル表面に滑り接触するシールリングの形のシールエレメント３が加硫によって一
体成形されている。このシールエレメント３はゴムリングである。
【００２５】 これに対して、図３の構成には、シールエレメント３として、ジョイントケー
シング１に加硫によって一体成形された、弾性的なプレロードをかけられてジョ
イントボール表面に接触するシールリップが示してある。本発明によるボールジ
ョイントの両構成は、ジョイントボール２とジョイントピン１０のピン区分との
間の移行領域に極めて小さな曲率を有しており、これによって、この領域に設け
られる溝が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 公知先行技術によるボールジョイントの部分的な断面図である。
【図２】 本発明によるボールジョイントの部分的な断面図である。
【図３】 本発明による別のボールジョイントの部分的な断面図である。
【符号の説明】
１ ジョイントケーシング、 ２ ジョイントボール、 ３ シールエレメン
ト、 ４ 支承シェル、 ５ ケーシング開口、 ６ ケーシング切欠き、 ７ シールベローズ、 ８ 閉鎖カバー、 ９ 公差リング、 １０ ジョイント
ピン、 １１ ケーシング縁部、 １２ 溝、 Ａ 矢印、 Ｒ 移行曲率
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴォルフガング クライナー ドイツ連邦共和国 ヴァーゲンフェルト ハインリヒヴェーク ９ (72)発明者 マーティン レヒティエン ドイツ連邦共和国 ノイエンキルヒェン− フェルデン シュトリートヴェーク ３ Ｆターム(参考） 3J105 AA24 AA32 AB32 AC04 CB13 CB24 CC26 CC36 CC48 CE03

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボールジョイントであって、当該ボールジョイントが、ケー
    シング切欠きを備えた、少なくとも片側で開放するジョイントケーシングと、当
    該ボールジョイントの、表面保護部を備えたジョイントボールによってケーシン
    グ切欠き内に支承された、ケーシング開口から突出するピン区分を備えたジョイ
    ントピンと、ジョイントケーシングとジョイントボールとの間に配置された支承
    シェルと、ジョイントケーシングとジョイントピンとの間のシールベローズとか
    ら成っている形式のものにおいて、ジョイントケーシング（１）とジョイントボ
    ール（２）との間にシールエレメント（３）が配置されており、該シールエレメ
    ント（３）が、弾性的なプレロードをかけられてジョイントボール（２）に滑り
    接触していることを特徴とする、ボールジョイント。
  2. 【請求項２】 シールエレメント（３）が、支承シェル（４）に一体に形成
    されたリングであり、該リングが、ケーシング開口（５）の側に、ジョイントボ
    ール（２）の表面とケーシング切欠き（６）の内側表面との間の密な結合部を形
    成している、請求項１記載のボールジョイント。
  3. 【請求項３】 シールエレメント（３）が、支承シェル（４）の開放側に加
    硫によって一体成形されたシールリングであるかまたは接着されたシールリング
    であるかかまたは支承シェル（４）に一体に二成分法で製造されたシールリング
    である、請求項２記載のボールジョイント。
  4. 【請求項４】 シールエレメント（３）が、ケーシング開口（５）の側で射
    出成形によってジョイントケーシング（１）に一体成形されたシールリップであ
    り、該シールリップが、弾性的なプレロードをかけられてジョイントボール（２
    ）に接触している、請求項１記載のボールジョイント。
  5. 【請求項５】 シールエレメント（３）が、ケーシング開口（５）の側で射
    出成形によって支承シェル（４）に一体成形されたシールリップであるかまたは
    支承シェル（４）とケーシング切欠き（６）の内側表面との間に締め込まれたシ
    ールリップであり、該シールリップが、弾性的なプレロードをかけられてジョイ
    ントボール（２）に接触している、請求項１記載のボールジョイント。
  6. 【請求項６】 シールエレメント（３）が、熱可塑性の材料、たとえばＰＯ
    Ｍ、ポリアミド（ＰＡ）、ＰＵＲ、ゴム材料またはエラストマ材料から成ってい
    るかもしくは弾性的な多成分材料から成っている、請求項１から５までのいずれ
    か１項記載のボールジョイント。
  7. 【請求項７】 シールエレメント（３）の、ジョイントボール（２）に接触
    するシール面が、摩擦の少ない材料から成るコーティング部を有している、請求
    項１から６までのいずれか１項記載のボールジョイント。
  8. 【請求項８】 シールエレメント（３）の、ジョイントボール（２）に接触
    するシール面が、該シール面の製造後に脆化されるようになっている、請求項１
    から７までのいずれか１項記載のボールジョイント。
  9. 【請求項９】 ジョイントボール（２）の外径が、ジョイントピン（１０）
    のピン区分に緩やかに移行している、すなわち、ジョイントボール（２）とジョ
    イントピン（１０）のピン区分との間の移行曲率Ｒが、最小限に保たれているか
    または全く存在しておらず、ジョイントボール（２）の最大の表面粗さ（Ｒｙ）
    が、１〜５μｍの間に設定されている、請求項１から８までのいずれか１項記載
    のボールジョイント。
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