JP2005500492A - ボールジョイント - Google Patents

Abstract

自動車、特に自動車のシャーシに用いられるボールジョイントであって、ジョイント開口を有するボールジョイントハウジング（１）が設けられており、該ボールジョイントハウジング（１）内に、絶縁性の材料から製造されたベアリングシェル（５）が配置されており、さらに、導電性の材料から製造された、ジョイントボール部（２）とスタッド部（３）とを有するボールスタッド（４）が設けられており、該ボールスタッド（４）のジョイントボール部（２）がベアリングシェル（５）内に回転・旋回可能に支承されており、ボールスタッド（４）のスタッド部（３）がジョイント開口を通ってボールジョイントハウジング（１）から突出している形式のものにおいて、ベアリングシェル（５）の壁（１２）内に、ジョイントボール部（２）に対して間隔を置いて電極（１４）が配置されており、該電極（１４）とジョイントボール部（２）とが、ベアリングシェル（５）を介して互いに対して電気的に絶縁されている。

Description

【０００１】
本発明は、自動車、特に自動車の走行装置もしくはシャーシに用いられるボールジョイントであって、ジョイント開口を有するボールジョイントハウジングが設けられており、該ボールジョイントハウジング内に、絶縁性の材料から製造されたベアリングシェルが配置されており、さらに、導電性の材料から製造された、ジョイントボール部とスタッド部とを有するボールスタッドが設けられており、該ボールスタッドのジョイントボール部がベアリングシェル内に回転・旋回可能に支承されており、ボールスタッドのスタッド部がジョイント開口を通ってボールジョイントハウジングから突出している形式のものに関する。
【０００２】
このような形式のボールジョイントは、ドイツ連邦共和国特許出願第１０００９０５４．０号明細書に記載されている。この場合、導電性の材料から製造されたボールジョイントハウジングと、ボールスタッドとが電気的な線路を介して評価ユニットに接続されている。この評価ユニットによってベアリングシェルの過剰摩耗を検出することができる。ベアリングシェルの過剰摩耗はジョイントボール部とボールジョイントハウジングとの直接的な接触（コンタクト）により特徴付けられている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１８８６９号明細書に基づき、車両ステアリングナックルのためのボールジョイントが公知である。この公知のボールジョイントはジョイントハウジングとジョイントスタッドとを有しており、このジョイントスタッドは球形の支承面によって、有利にはポリマ材料から形成された２つの部分から成るベアリングシェル内に回転・変位可能に支承されている。この場合、ベアリングシェル自体はジョイントハウジング内に配置されている。ハウジングに位置固定されたシールディスク内には、ベアリングシェルに対して予荷重もしくはプリロードをかけられて摩耗表示インサートが挿入されている。この摩耗表示インサートはボールジョイントの未摩耗の状態では、シールディスクの、ベアリングシェルとは反対の側でこのシールディスクから突出している。ボールジョイントの摩耗が増大するにつれて、このプリロード力が減少するので、その場合、摩耗表示インサートは作業者によってを運動させられて、シールディスクの、ベアリングシェルとは反対の側からこのシールディスク内へ押し込まれるようになる。摩耗表示インサートを運動させることができるようになるか、または摩耗表示インサートがシールディスクの、ベアリングシェルとは反対の側でこのシールディスクからもはや突出しなくなる程度に摩耗表示インサートをシールディスク内へ押し込むことができるようになると、このことは、ボールジョイントが摩耗したことのしるしとなる。
【０００４】
本発明の課題は、作業者がボールジョイントの使用現場で手による検査を行う必要が生じることなしに、ベアリングシェルの過剰摩耗を簡単に検出することのできるようなボールジョイントを提供することである。
【０００５】
この課題は、本発明によれば請求項１の特徴部に記載の特徴により解決される。請求項２以下には、有利な改良形が記載されている。
【０００６】
本発明によれば、自動車、特に自動車のシャーシに用いられるボールジョイントが提供される。この場合、ボールジョイントはジョイント開口を有するボールジョイントハウジングを有しており、このボールジョイントハウジング内には絶縁性の材料から製造されたベアリングシェルが配置されている。ボールジョイントはさらに、導電性の材料から製造された、ジョイントボール部とスタッド部とを有するボールスタッドを有しており、このボールスタッドのジョイントボール部はベアリングシェル内に回転・旋回可能に支承されており、ボールスタッドのスタッド部はジョイント開口を通ってボールジョイントハウジングから突出している。ベアリングシェルの壁内には、ジョイントボール部に対して間隔を置いて電極が配置されており、この場合、この電極とジョイントボール部とは、未摩耗のベアリングシェルを介して互いに対して電気的に絶縁されている。
【０００７】
ベアリングシェルが摩耗していない状態、つまりベアリングシェルの未摩耗の状態では、電極とジョイントボール部との間にベアリングシェルの、電気的に絶縁性の材料が存在しており、この材料はジョイントボール部を電極に対して電気的に絶縁している。ベアリングシェルの、電極とジョイントボール部との間に存在する材料の、製造時点で設定された厚さは、摩耗が増大するにつれて徐々に減少してゆき、最終的にはジョイントボール部が電極に直接に接触するようになる。この接触状態は電気的な評価装置によって測定することができる。この評価装置は電気的な線路を介して電極にもボールスタッドにも接続されている。
【０００８】
評価装置を用いて、信号を車両運転手に送信することもできる。この場合、ジョイントボール部と電極とが互いに接触すると、車両内室に設けられた光学的または音響的な信号発生器が作動させられる。また、電極とジョイントボール部との間に電気的なコンタクトが存在する場合に、自動車に設けられたデジタルコンピュータまたは読取り可能な情報を記憶する別の装置へ信号を送信することも可能である。これにより、ボールジョイントの摩耗を特徴付ける情報がメモリ内にファイルされる。この情報は、たとえば保守作業の場合に質問されるか、またはたとえば無線信号を介して別の場所に存在する受信器（たとえば工場や自動車メーカ）へも伝送され得る。
【０００９】
ボールジョイントの製造時点でベアリングシェルの、電極とジョイントボール部との間に存在する材料の厚さにより、ジョイントボール部と電極との間のコンタクトが閉じられて、ベアリングシェルが摩耗したとみなされるようになるまでどれ程の量の材料がベアリングシェルから除去され得るのかを規定することができる。
【００１０】
電気的な線路を介して本発明によるボールジョイントに接続可能であるか、または接続された電気的な評価装置は、ボールジョイントの使用現場に対して距離を置いて配置されていてよいので、作業員がボールジョイントの使用現場で手による検査を行う必要なしに、ベアリングシェルの過剰摩耗を簡単に検出することができる。
【００１１】
電極はベアリングシェルに配置されたピンとして形成されていてよい。このピンは円筒状のピンまたはねじ山にねじ込み可能なピンとして形成可能である。
【００１２】
しかし、電極は環状の電極（リング電極）として形成されると有利である。これにより、摩耗監視をボールジョイントの主負荷方向とは無関係に行うことができる。したがって、シャーシ内への組込み時に電極が主負荷方向へ向くようにボールジョイントを位置調整する必要がなくなる。これに相応して、本発明によれば、ベアリングシェル内に分配されて配置された複数の電極を設けることも可能である。
【００１３】
さらに、電極を、ベアリングシェル材料により封入されたシート、導体板（Ｌｅｉｔｅｒｐｌａｔｔｅ）または蒸着された層もしくは金属被覆された層として形成することも可能である。
【００１４】
ボールジョイントハウジングが導電性の材料から製造されていて、電極がボールジョイントハウジングに電気的に接続されている場合には、ボールスタッドがボールジョイントハウジングに対して大きく変位させられて、ジョイントボール部とスタッド部との間に設けられた、ボールスタッドの移行範囲が、ボールジョイントハウジングの、ジョイント開口を取り囲む縁部に当接してしまうと、ベアリングシェルの未摩耗の状態においてもボールスタッドと電極との間での電気的なコンタクトが生じる恐れがある。このような場合には、ジョイントボール部と電極との間の電気的なコンタクトが直接に閉じられるのではなく、ボールジョイントハウジングを介して閉じられてしまう。したがって、このことを回避するために特別な絶縁手段が必要となる。それゆえに、ジョイントボール部とスタッド部との間に設けられた移行範囲においてボールスタッドを、電気的に絶縁性の材料から成るカラーによって取り囲むことが提案される。これによって、ボールスタッドと、ボールジョイントハウジングの、ジョイント開口を取り囲む縁部との間での電気的なコンタクトの形成は確実に阻止されている。
【００１５】
自動車のシャーシで使用される構成部分は通常、金属材料、つまり導電性の材料から製造されている。このことは望ましくない効果、すなわち、ボールジョイントハウジングが導電性の材料から製造されていて、かつ電極がボールジョイントハウジングに対して電気的に絶縁されていない場合に、電極と、シャーシに組み付けられたボールジョイントのボールスタッドとがシャーシ構成部分を介して間接的に電気的に互いに接続されてしまうという効果を招く恐れがある。したがって、本発明によるボールジョイントの改良形では、スタッド部が少なくともそのジョイントボール部とは反対の側の端範囲で、電気的に絶縁性の材料によって環状に取り囲まれている。したがって、ボールスタッドと、スタッド部が取り付けられているシャーシ構成部分との間に電気的に絶縁性の層が設けられており、これによりボールスタッドとこのシャーシ構成部分との間での直接的な電気的接続が確実に阻止されている。
【００１６】
電気的に絶縁性の材料により環状に取り囲まれたボールスタッドが付加的な固定手段を介してシャーシ構成部分に結合されている場合には、この固定手段もボールスタッドおよび／またはシャーシ構成部分に対して電気的に絶縁されて配置されているか、または形成されていることが有利である。たとえばスタッド部の、ジョイントボール部とは反対の側の端部がねじ山を備えていて、かつ固定手段が、金属材料から製造された、前記ねじ山に螺合可能なナットとして形成されている場合には、ナットとシャーシ構成部分との間での導電コンタクトを阻止するために、たとえばこのナットとシャーシ構成部分との間に絶縁性の座金を配置することができる。
【００１７】
電極はさらに、ボールジョイントハウジングと一体に形成された突出部として形成されていてよい。その場合、この突出部はボールジョイントハウジングの内部でジョイントボール部へ向けられて位置調整されている。しかし、電極が別体の構成部分として形成されていると有利である。これにより、ベアリングシェルの組付け前にベアリングシェルと電極とを１つの構成アッセンブリにまとめることができる。この構成アッセンブリはその後にボールジョイントハウジング内に挿入される。
【００１８】
電極は、プラスチックハウジングの注型時にプラスチック内に埋め込まれていてよい。しかし、電極はベアリングシェルの壁に設けられた、ボールジョイントハウジングへ向かって開いた切欠きに挿入されていると有利である。この場合、電極は、たとえばスナップ結合によって、あるいは接着剤の使用下に切欠き内に固定されている。
【００１９】
この切欠きは、ピン状の電極を収容するために孔の形に形成されているか、またはねじ山付きピンとして形成された電極を収容するために雌ねじ山の形に形成されていてよい。しかし、切欠きが環状溝であると有利である。これにより、環状溝のいかなる個所でも電極を環状溝に挿入することができる。しかし、環状溝内に、リング電極として形成された電極が挿入されていると特に有利である。
【００２０】
電極はボールジョイントハウジングと電気的にコンタクトしていてよい。この場合、電極のコンタクティングはボールジョイントハウジングのコンタクティングを介して行うことができる。しかし、電極はボールジョイントハウジングに対して電気的に絶縁されていると有利である。これにより、ボールジョイントハウジングおよび／またはボールジョイントに結合されたシャーシ構成部分に対するボールスタッドの電気的な絶縁を不要にすることができる。さらに、ボールジョイントハウジングが導電性の材料から製造されていると、ボールジョイントの内室に持ち込まれた潤滑剤が摩耗測定に対してもはや不都合な影響を与えなくなる。なぜならば、完全な摩耗状態が発生する前に、電極とジョイントボール部との間にボールジョイントハウジングと潤滑剤とを介して、摩耗測定を誤める沿面電流が発生してしまうことが確実に阻止されるからである。完全な摩耗状態は電極とジョイントボール部との間での直接的な電気的コンタクトによって特徴付けられている。
【００２１】
電極のコンタクティングのために必要となる電気的な線路は、ジョイント開口を介してボールジョイントハウジングから導出され得る。望ましくない異物がこのジョイント開口内に侵入し得ることを阻止するためには、当然ながら周囲に対する相応するシール手段が設けられることが望ましい。
【００２２】
また、たとえば差込み結合部として形成されたコンタクト装置をボールジョイントハウジングに取り付けることも考えられる。しかし、ボールジョイントハウジングに貫通案内部が設けられていることが有利である。この貫通案内部を通じて、電極に接続されかつボールジョイントハウジングに対して電気的に絶縁された電気的な線路がボールジョイントハウジングから進出して延びている。したがって、この電気的な線路をシールベローズを通じて貫通案内したり、シールベローズのシール面のうちの１つとコンタクトさせたりしなくても済むようになる。これにより、ジョイント開口の範囲におけるシール性損失の危険を阻止することができる。
【００２３】
以下に、本発明の有利な実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２４】
図１には、本発明によるボールジョイントの１実施例が部分的に断面されて図示されている。ボールジョイントハウジング１内には、ジョイントボール部２とスタッド部３とを有するボールスタッド４がベアリングシェル５内で回転・旋回可能に支承されている。ボールジョイントハウジング１とボールスタッド４との間には、シールベローズ６が配置されており、このシールベローズ６の一方の端部はボールジョイントハウジング１に、他方の端部はスタッド部３に、それぞれ密に接触している。シールベローズ６はボールジョイントハウジング１の内部への汚れや水の侵入を阻止する。シールベローズ６の両端部はそれぞれ緊締リング７，８を介して求心的（ｚｅｎｔｒｉｐｅｔａｌ）に予荷重もしくはプリロードをかけられている。スタッド部３の、ジョイントボール部２とは反対の側の端範囲には、ねじ山９が形成されており、このねじ山９にはナット１０が螺合されている。さらに、ジョイントボール部２とスタッド部３との間の移行範囲では、ボールスタッド４が、電気的に絶縁性の材料から成るカラー１１によって取り囲まれている。
【００２５】
ベアリングシェル５の壁１２には、ボールジョイントハウジング１に向かって開いた切欠き１３が設けられている。この切欠き１３内には電極１４が挿入されていて、接着剤を介して位置固定されている。この電極１４はボールジョイントハウジング１に設けられた貫通案内部１５を通って貫通案内された第１の電気的な線路１６を介して白熱ランプ１７（または別の光学的な信号発生器）に電気的に接続されている。この白熱ランプ１７の他方の接続部は電圧源の正極（＋）に接続されている。
【００２６】
第１の電気的な線路１６も電極１４も、ボールジョイントハウジング１に対して電気的に絶縁されて形成されている。
【００２７】
ボールスタッド４のスタッド部３は第２の電気的な線路１８を介して電圧源の負極（−）に接続されているので、ボールスタッド４と電極１４とが電気的に接続された場合には、閉じた電流回路が形成されて、白熱ランプ１７が点灯する。
【００２８】
ボールジョイントの製造時点でベアリングシェル５の、電極１４とジョイントボール部２との間に位置する範囲の厚さΔにより、ベアリングシェル５の最大許容可能な摩耗量を設定することができる。すなわち、摩耗が増大するにつれて、厚さもしくは間隔Δは徐々に小さくなり、最終的にはジョイントボール部２と電極４との間に電気的なコンタクトが形成される。この瞬間、電流回路が閉じられるので、白熱ランプ１７は点灯する。白熱ランプ１７が自動車の内室に配置されていると、車両運転者は白熱ランプ１７の発光につき、ボールジョイントのベアリングシェル５が摩耗したことを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるボールジョイントの１実施例を部分的に断面して示す図である。
【符号の説明】
１ ボールジョイントハウジング
２ ジョイントボール部
３ スタッド部
４ ボールスタッド
５ ベアリングシェル
６ シールベローズ
７ 緊締リング
８ 緊締リング
９ ねじ山
１０ ナット
１１ カラー
１２ 壁
１３ 切欠き
１４ 電極
１５ 貫通案内部
１６ 第１の電気的な線路
１７ 白熱ランプ
１８ 第２の電気的な線路
Δ 間隔

Claims (11)

1. 自動車、特に自動車のシャーシに用いられるボールジョイントであって、ジョイント開口を有するボールジョイントハウジング（１）が設けられており、該ボールジョイントハウジング（１）内に、絶縁性の材料から製造されたベアリングシェル（５）が配置されており、さらに、導電性の材料から製造された、ジョイントボール部（２）とスタッド部（３）とを有するボールスタッド（４）が設けられており、該ボールスタッド（４）のジョイントボール部（２）がベアリングシェル（５）内に回転・旋回可能に支承されており、ボールスタッド（４）のスタッド部（３）がジョイント開口を通ってボールジョイントハウジング（１）から突出している形式のものにおいて、
   ベアリングシェル（５）の壁（１２）内に、ジョイントボール部（２）に対して間隔を置いて電極（１４）が配置されており、
   該電極（１４）とジョイントボール部（２）とが、ベアリングシェル（５）を介して互いに対して電気的に絶縁されている
   ことを特徴とするボールジョイント。
2. 電極（１４）がリング形に形成されている、請求項１記載のボールジョイント。
3. ボールスタッド（４）が、ジョイントボール部（２）とスタッド部（３）との間の移行範囲で、電気的に絶縁性の材料から成るカラー（１１）によって取り囲まれている、請求項１または２記載のボールジョイント。
4. スタッド部（３）が、少なくともそのジョイントボール部（２）とは反対の側の端範囲で、電気的に絶縁性の材料によって環状に取り囲まれている、請求項１から３までのいずれか１項記載のボールジョイント。
5. 電極（１４）が別体の構成部分として形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のボールジョイント。
6. 電極（１４）が、ベアリングシェル材料により封入されたシート、導体板または蒸着された層もしくは金属被覆された層として形成されている、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. ベアリングシェル（５）の壁（１２）内に、ボールジョイントハウジング（１）へ向かって開いた切欠き（１３）が設けられており、該切欠き（１３）内に電極（１４）が挿入されている、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. 前記切欠き（１３）が環状溝として形成されている、請求項７記載のボールジョイント。
9. 電極（１４）がボールジョイントハウジング（１）に対して電気的に絶縁されている、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。
10. ボールジョイントハウジング（１）に貫通案内部（１５）が設けられており、該貫通案内部（１５）を通って、電極（１４）に接続されかつボールジョイントハウジング（１）に対して電気的に絶縁された電気的な線路（１６）がボールジョイントハウジング（１）から進出して延びている、請求項１から９までのいずれか１項記載のボールジョイント。
11. 当該ボールジョイントが、当該ボールジョイントで検出された信号を記憶するために、電子評価装置、デジタルコンピュータまたは、読取り可能な情報を記憶する別の装置に接続されているか、または当該ボールジョイントで検出された信号が無線信号として受信器へ伝送可能である、請求項１から１０までのいずれか１項記載のボールジョイント。