JP2009536121A - 車両用のジョイント装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両用のジョイント装置であって、ジョイントハウジング（８）と、該ジョイントハウジング（８）に対して運動可能に支承されたジョイントピボット（９）とを備えたジョイント（７）と、該ジョイント（７）に結合されていて中空室（９）を有するロッド（４）と、内部にジョイント（７）が少なくとも部分的に配置されていて内室（１１）を画成しているシールベローズ（１０）と、ロッド（４）の中空室（９）をシールベローズ（１０）の内室（１１）と接続している通気接続部（１３）とが設けられている形式のものに関する。このような形式のジョイント装置において本発明の構成では、通気接続部（１３）の少なくとも一部が、ジョイント（７）に形成された少なくとも１つの孔（１４）によって形成されていて、該孔（１４）がロッド（４）の中空室（６）内に開口している。

Description

本発明は、車両用のジョイント装置であって、ジョイントハウジングと該ジョイントハウジングに対して運動可能に支承されたジョイントピボットとを備えたジョイントと、該ジョイントに結合されていて中空室を有するロッドと、内部にジョイントが少なくとも部分的に配置されていて内室を画成しているシールベローズと、ロッドの中空室をシールベローズの内室と接続している通気接続部とが設けられている形式のものに関する。

このような型式のジョイント装置は従来技術に基づいて公知であり、例えばラックアンドピニオン式ステアリングのために使用されており、この場合シールベローズは少なくともジョイント装置の一部を、環境条件及び汚染に対して保護している。ラックの運動時にはシールベローズの内部において圧力変動の発生することがあり、このような圧力変動は通気接続部を介して補償されることができる。

ＪＰ５−３７６４４に基づいて公知の、中空のロッドとハウジングとの間における結合装置では、ロッドの壁に端面側に溝が形成されている。さらにロッドの内壁には、互いに向かい合って位置する２つの溝が、ねじ山の領域に形成されている。

ＪＰ６３−１０４１７３に基づいて公知のジョイントを備えたジョイント装置では、ジョイントはピンを用いて螺合部を介して中空のロッドと結合されている。ピン内には、ねじ山内を延びる軸方向溝が形成されており、この軸方向溝は、ピンの半径方向フランジに形成された半径方向溝に移行している。

ＪＰ３−８０６６に基づいて公知のボールジョイントでは、ボールジョイントのハウジング底に、軸方向に突出するピンを備えていて軸方向において段付けされたフランジが設けられており、このフランジのピンは、中空のロッド内に係合している。スパナ面を備えたフランジには半径方向溝が形成されており、これらの半径方向溝は、ピンの周面に形成された軸方向溝に移行している。

この解決策における欠点としては次のことがある。すなわちこの公知の解決策では、溝によってスパナ面との組合せにおいて、複雑化された輪郭が生ぜしめられ、このような輪郭においては、ばりの発生することや工具の摩耗の高められることがある。

ＤＥ４３３１２９１Ｃ１に基づいて公知のボールジョイントハウジングを備えたジョイント装置では、ボールジョイントハウジングが、軸方向の接続ピンと一体に結合されていて、この接続ピンは雄ねじ山を備えていて、相応な雌ねじ山を備えた中空のラックにねじ込まれている。このラックはその組付け後に半径方向フランジに接触しており、この半径方向フランジには接続ピンがボールジョイントハウジング側において移行している。接続ピンには、半径方向フランジに移行している複数の空気抜き溝が形成されている。

この解決策には、空気抜き溝の軸方向領域が雄ねじ山を貫いて延びていることに基づいて、製造が複雑化されている、という欠点がある。さらに、空気抜き溝の半径方向領域が半径方向フランジの端面において延びており、この端面は同時に、ジョイントのプレス成形時における支持面もしくは接触面としても働くことができる。この接触面は空気抜き溝によって減じられ、このことはまた設計時における制限を惹起する。

上に述べた従来技術を出発点として、本発明の課題は、冒頭に述べた形式のジョイント装置を改良して、製造を複雑化することなく、しかも設計時における制限を減じることができるジョイント装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、車両、特に自動車用のジョイント装置であって、ジョイントハウジングと、該ジョイントハウジングに対して運動可能に支承されたジョイントピボットとを備えたジョイントと、該ジョイントに結合されていて中空室を有するロッドと、内部に完全に又は少なくとも部分的にジョイントが配置されていて内室を画成しているシールベローズと、ロッドの中空室をシールベローズの内室と接続している通気接続部とが設けられている形式のものにおいて、通気接続部の少なくとも一部が、ジョイントに形成された少なくとも１つの孔によって形成されていて、該孔がロッドの中空室内に開口しているようにした。

本発明の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。

本発明のように構成されていると、通気接続部は、ジョイントに形成された孔を介してロッドの中空室に開口しているので、ジョイントとロッドとの間における結合領域に空気溝を、ねじ山又はロッドに向けられたジョイント端面に形成することを、回避することができる。特に、通気接続部はジョイントとロッドとの間の結合領域に対して間隔をおいてシールベローズの内室に開口することができるので、これによって、通気接続部を、スパナ面を貫いて通すことを回避することができる。これにより通気接続部はねじ山、支持面もしくは接触面又はスパナ面から機能的に隔てられることができ、その結果、従来技術における欠点及び制限を回避することができる、もしくは少なくとも減じることができる。さらに、孔は有利にロッドの長手方向において延びている。

「孔」という記載が使用されているが、この孔は必ずしも穿孔又は切削加工によって形成されたものである必要はない。特に、孔を穿孔又は打抜きによって形成することが可能である。孔はまた、ジョイントハウジング及び／又はジョイントピボットが鋳造される場合には、このジョイントハウジング及び／又はジョイントピボットの鋳造時に形成されることも可能である。孔という表現の代わりに、円筒形の切欠きという表現を使用することも可能であり、この切欠きは、特に長手方向において及び／又は両側においてガス透過性つまり通気性であるもしくは開放している。

ロッドがジョイントピボットと結合されていて、このジョイントピボット内に孔が延びているような構成が可能であるが、本発明の別の構成では、ロッドがジョイントハウジングと結合されていて、孔がジョイントハウジング内に形成されている。この場合孔はジョイントハウジングの底部に設けられていることができ、この底部は、それを通ってジョイントピボットがジョイントハウジングから外に延びている開口とは反対側に位置している。この底部は特にジョイントハウジングと一体的に形成されている。

本発明の有利な構成では、ジョイントハウジングが、ハウジング壁によって画成されたハウジング切欠きを有しており、該ハウジング切欠き内にジョイントピボットが位置していて、孔がハウジング切欠き内に開口している。その結果中空室は孔を介してハウジング切欠きと通気接続部に接続されている。さらに、通気接続部は、直接的に又は間接的に孔に接続している少なくとも１つの溝を有しており、該溝は、ジョイントハウジングの内部に形成されていて、有利にはシールベローズの内室に開口していることができる。溝はこの場合例えばハウジング壁に及び／又は軸受シェルに形成されていることができ、この軸受シェルはジョイントハウジングに配置されていて、この軸受シェル内にはジョイントピボットが支承されている。このように構成されていると、孔とシールベローズの内室との間における通気接続部を簡単に実現することができる。特に、複数の溝が設けられていると有利である。同様に、孔に接続している少なくとも１つの溝が、シールベローズの内室にまで延びているのではなく、該内室に対して間隔をおいてジョイントハウジングの内部において終わっているような構成も可能である。この場合には、例えば壁に設けられているこの溝に、軸受シェルに設けられた溝が接続されていて、内室に開口している。

本発明の別の構成では、通気接続部が、ジョイントピボットに形成されていて直接又は間接的に孔に接続された少なくとも１つのピボット孔を有しており、該ピボット孔がシールベローズの内室に開口している。孔とピボット孔との間の接続はこの場合有利には、ハウジング切欠き又はその一部を介して行われる。さらに別の構成では、ジョイントピボットに、ハウジング切欠きに向かって開放するジョイントピボット切欠きが設けられていて、該ジョイントピボット切欠きに、少なくとも１つのピボット孔が開口している。この場合特に、複数のピボット孔が設けられていると有利である。

本発明によるジョイント装置の別の構成では、孔自体がシールベローズの内室に開口していて、孔はそのために例えばロッドの長手方向軸線に対して斜めに延びていることができる。本発明の別の構成では、通気接続部が、孔に接続された少なくとも１つの第２の孔を有していて、該第２の孔が、ジョイント又はジョイントハウジングの内部を延びており、そして両方の孔が特にジョイント又はジョイントハウジングの内部において互いに移行し合っており、この場合両方の孔が互いに対して平行に方向付けられていない。特に一方の孔はロッドの長手方向軸線の方向で延びており、これに対して他方の孔はこの長手方向軸線に対して斜めに又は直角に延びていて、有利にはジョイントハウジングの外周面の領域においてシールベローズの内室に開口している。両方の孔は有利には盲孔として形成されていて、ジョイントの内部、特にジョイントハウジングの内部において互いに移行し合っている。

本発明の別の構成では、ロッドがステアリングギヤと結合されていて、該ステアリングギヤを用いて可動であり、特にロッドの長手方向において移動可能である。この場合ロッドは有利にはラックとして形成されていて、ステアリングギヤと一緒に、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤを形成している。また別の構成では、シールベローズが一方ではステアリングギヤ又は該ステアリングギヤのハウジングに密に接触していて、かつ他方ではジョイントピボット又は該ジョイントピボットに結合された連結部材に密に接触している。

ジョイントは有利にはボールジョイントであり、その結果ジョイントピボットはボールピボットとして形成されており、該ボールピボットはそのジョイントボールで、ジョイントハウジング内に回転可能及び旋回可能に支承されている。

ロッドの内部に形成された中空室は、特にロッドの長手方向に延びていて、有利には、ジョイントに向けられたロッド端面にまで延びている。ロッドの内部において中空室は軸方向において画成されていること、もしくは盲孔として形成されていることができる。択一的に中空室はロッドを貫いて延びていることができる。さらに、複数の中空室がロッド内に設けられているような構成も可能である。

ロッドは第２のジョイントと結合されていて、この両方のジョイントの間を延びていることができる。この場合両方のジョイントはそれぞれ、中空室に開口する孔を備えていて、特に同様な構成を有していることができる。

上に述べた孔及び溝は、通気接続部の一部である又は通気接続部を形成しているので、これらの孔及び溝は有利には、自由な孔及び自由な溝である。

本発明のすべての実施例は、軸受シェルを有していて、該軸受シェルはジョイントハウジング内に配置されていて、該軸受シェル内にジョイントピボットが使用されていることができる。

次に図面を参照しながら本発明の有利な実施形態を説明する。

ラックアンドピニオン式ステアリングを示す断面図である。 本発明の第１実施例によるラックアンドピニオン式ステアリング用のボールジョイントを示す断面図である。 本発明の第２実施例によるラックアンドピニオン式ステアリング用のボールジョイントを示す断面図である。 本発明の第３実施例によるラックアンドピニオン式ステアリング用のボールジョイントを示す断面図である。 本発明の第４実施例によるラックアンドピニオン式ステアリング用のボールジョイントを示す断面図である。 本発明の第５実施例によるラックアンドピニオン式ステアリング用のボールジョイントを示す断面図である。 本発明の第６実施例によるラックアンドピニオン式ステアリング用のボールジョイントを示す断面図である。 複数の溝断面形状を示す図である。 複数の溝形状を示す図である。 異なった溝数を示す図である。

図１には、ラックアンドピニオン式ステアリング１が部分的に断面して示されており、この場合ステアリングギヤ３のハウジング２には、ラック４が支承されており、このラック４はステアリングギヤ３を用いて、矢印５の方向及びそれとは逆の方向において移動可能である。ラック４は切欠き６を有していて、少なくとも一端においてボールジョイント７と結合されている。ボールジョイント７はジョイントハウジング８と、このジョイントハウジング８内において回転可能及び旋回可能に支承されたボールピボット９とを有しており、このボールピボット９はジョイントボール１８（図２参照）が、ハウジング切欠き１６（図２参照）内に位置していて、このハウジング切欠き１６はジョイントハウジング８内に形成されていて、ジョイントハウジング８の壁１７（図２参照）によって画成されている。この場合ボールピボット９は、ボールジョイントハウジング８に設けられた開口１９（図２参照）を貫いてボールジョイントハウジング８から外に延びており、ボールジョイントハウジング８の外側においてボールピボット９には、シールベローズ１０が一端で密に、つまりシール作用をもって接触している。シールベローズ１０は他端においては、ステアリングギヤ３のハウジング２に密に接触しており、これによってシールベローズ１０の両端部の間において、該シールベローズ１０によって画成された内室１１が形成されており、この内室１１の中にはボールジョイントハウジング８、ラック４の端部領域及びボールピボット９の一部が配置されている。ラック４の長手方向軸線はこの場合符号１２で示されており、矢印５はこの長手方向軸線１２に対して平行にもしくはこの長手方向軸線１２の方向で延びている。

ラック４がステアリングギヤ３を用いて矢印５とは逆方向に移動させられると、シールベローズ１０は圧縮もしくは押し潰され、これにより、シールベローズ１０の内室１１内における空気の圧力は上昇する。これとは逆にラック４がステアリングギヤ３を用いて矢印５の方向で移動させられると、ベローズとして形成されたシールベローズ１０は、延伸もしくは引き伸ばされ、これによって、シールベローズ１０の内室１１内における空気の圧力は降下する。このような圧力変動を補償できるようにするために、ラックアンドピニオン式ステアリング１はガスを通す通気接続部１３（図２参照）を有しており、この通気接続部１３はラック４の中空室６をシールベローズ１０の内室１１と、空気を通すように接続している。このようになっていることによって、中空室６を通して空気を内室１１から排出する、もしくは空気を内室１１に供給することができる。中空室６がラック４を貫いて延びていない場合には、空気は例えばステアリングギヤ３のハウジング２を介して迂回されることができる。

図２には、本発明の第２実施例によるラックアンドピニオン式ステアリング１のボールジョイント７が断面図で示されており、この場合中空室６は通気接続部１３を介して、ボールジョイントハウジング８の外に位置する、シールベローズ１０（ここでは図示せず）の内室１１と、通気接続されている。通気接続部１３は、ボールジョイントハウジング８に形成された軸方向孔１４と、ボールジョイントハウジング８に形成された少なくとも１つの半径方向孔１５とを有しており、この半径方向孔１５はボールジョイントハウジング８の内部において軸方向孔１４に移行する。

この第１実施例ではボールジョイントハウジング８は、ラック４に向けられた端部に、ポット形の切欠き２１を有しており、この切欠き２１には雌ねじ山が形成されていて、この雌ねじ山には、ラック４の、ボールジョイントハウジング８に向けられた端部に形成された雄ねじ山が係合する。そしてこれによってラック４とボールジョイントハウジング８とは互いに螺合によって結合されている。

以下においては、本発明のその他の実施例について説明するが、すべての実施例において同じ又は類似の部材に対しては同一符号が用いられている。

図３に断面図で示された、本発明の第２実施例によるボールジョイント７では、通気接続部１３は軸方向孔１４を有しており、この軸方向孔１４は中空室６からジョイントハウジング８を貫いて、切欠き１６にまで延びている。開口１９と、切欠き１６内においてジョイントボール１８と壁１７との間に存在する中間室とを介して、孔１４は、シールベローズ１０（ここでは図示せず）の内室１１と通気接続されている。

ジョイントハウジング８は、該ジョイントハウジング８と特に一体的に形成された軸方向のピン２０を有しており、このピン２０は雄ねじ山を備えていて、ラック４の中空室６内に係合している。この場合ラック４の、ボールジョイント７に向けられた端部の領域には該ラック４の内壁に、雌ねじ山が形成されており、この雌ねじ山はピン２０の雄ねじ山と係合している。そしてこれにより、ボールジョイントハウジング８とラック４とは互いに螺合によって結合されている。

図４には、本発明の第３実施例によるボールジョイント７が断面図で示されており、この第３実施例は、ジョイントハウジング８とラック４との間における結合形式を除いて、第２実施例と同じである。図４に示された実施例では、ボールジョイントハウジング８にはポット形の切欠き２１が設けられており、この切欠き２１には雌ねじ山が形成されていて、この雌ねじ山に、ラック４に形成された雄ねじ山が係合している。ラック４とボールジョイントハウジング８との間における結合部は、従って第１実施例における結合形式と同じ螺合によって形成されている。

図５に断面図で示された、本発明の第４実施例によるボールジョイント７では、ボールジョイントハウジング８において壁１７に少なくとも１つの溝２２が形成されており、この溝２２は孔１４を起点として開口１９にまで延びている。この溝２２の構成を除くと、第４実施例は第３実施例と同じである。しかしながら第３実施例とは異なり、この第４実施例では、中空室６と、シールベローズ１０（ここでは図示せず）の内室１１との間における空気の通流は、溝２２に基づいて容易である。

少なくとも１つの溝２２はこの場合、図８に示された溝断面形状２６，２７，２８又は２９及び／又は図９に示された溝形状を有することができる。特に図９から分かるように、溝２２は変化実施例によれば開口１９にまで延びていなくてもよい。また、螺旋状に延びる溝２２も可能である。さらにまた図１０に示されているように、種々異なった数の溝２２を設けることができる。

図６に断面図で示された、本発明の第５実施例によるボールジョイント７では、ボールピボット９のジョイントボール１８には、切欠き１６に向かって開放した切欠き２３が設けられている。ボールピボット９にはさらに少なくとも１つの孔２４が形成されており、この孔２４は切欠き２３を起点としてボールピボット９を貫いて、シールベローズ１０（ここでは図示せず）の内室１１にまで延びており、これによって切欠き２３と内室１１との間における通気接続部を形成している。図６にはこのような孔２４が２つ形成されている。切欠き２３は切欠き１６に向かって開放しているので、中空室６もまた内室１１と通気接続されている。

図７には、本発明の第６実施例によるボールジョイント７が断面図で示されており、この第６実施例は、第２実施例とほぼ同じである。第２実施例とは異なり、この第６実施例では、切欠き１６の内部においてジョイントボール１８とハウジング壁１７との間に軸受シェル３０が配置されており、この軸受シェル３０内にジョイントボール１８が回転可能及び旋回可能に支承されている。軸受シェル３０には少なくとも１つの溝３１が設けられており、この溝３１は孔１４に接続していて、開口１９にまで延びている。これによって中空室６と、ここでは図示されていないシールベローズ１０の内室１１との間における通気接続部が形成されている。この少なくとも１つの溝３１のためには、図８、図９及び図１０に示された溝断面形状、溝形状及び／又は溝数が相応に可能である。軸受シェルに形成された溝に加えて又は該溝と択一的に、軸受シェルに、通気接続部の一部を形成する孔を形成することも可能である。

単に第６実施例に示されているだけであるが、基本的にはすべての実施例において、切欠き１６の内部においてジョイントボール１８とハウジング壁１７との間に軸受シェル３０を配置することが可能である。そして軸受シェルは空気を導くための単数又は複数の溝及び／又は孔を有することができる。

１ ラックアンドピニオン式ステアリング／ジョイント装置、 ２ ステアリングギヤのハウジング、 ３ ステアリングギヤ、 ４ ラック、 ５ 矢印、 ６ ラックにおける切欠き／中空室、 ７ ボールジョイント、 ８ ボールジョイントハウジング、 ９ ボールピボット、 １０ シールベローズ、 １１ シールベローズの内室、 １２ ラックの長手方向軸線、 １３ 通気接続部、 １４ 軸方向孔、 １５ 半径方向孔、 １６ ハウジングにおける切欠き、 １７ ハウジング壁、 １８ ジョイントボール、 １９ ボールジョイントハウジングにおける開口、 ２０ ジョイントハウジングにおけるピン、 ２１ ジョイントハウジングにおけるポット形の切欠き、 ２２ ハウジング壁における溝、 ２３ ボールピボットにおける切欠き、 ２４ ボールピボットにおける孔、 ２６ 溝断面形状、 ２７ 溝断面形状、 ２８ 溝断面形状、 ２９ 溝断面形状、 ３０ 軸受シェル、 ３１ 軸受シェルにおける溝

Claims (13)

1. 車両用のジョイント装置であって、ジョイントハウジング（８）と、該ジョイントハウジング（８）に対して運動可能に支承されたジョイントピボット（９）とを備えたジョイント（７）と、該ジョイント（７）に結合されていて中空室（９）を有するロッド（４）と、内部にジョイント（７）が少なくとも部分的に配置されていて内室（１１）を画成しているシールベローズ（１０）と、ロッド（４）の中空室（９）をシールベローズ（１０）の内室（１１）と接続している通気接続部（１３）とが設けられている形式のものにおいて、
   通気接続部（１３）の少なくとも一部が、ジョイント（７）に形成された少なくとも１つの孔（１４）によって形成されていて、該孔（１４）がロッド（４）の中空室（６）内に開口していることを特徴とする、車両用のジョイント装置。
2. ロッド（４）がジョイントハウジング（８）と結合されていて、孔（１４）がジョイントハウジング（８）内に形成されている、請求項１記載のジョイント装置。
3. ジョイントハウジング（８）が、ハウジング壁（１７）によって画成されたハウジング切欠き（１６）を有しており、該ハウジング切欠き（１６）内にジョイントピボット（９）が位置していて、孔（１４）がハウジング切欠き（１６）内に開口している、請求項２記載のジョイント装置。
4. 通気接続部（１３）が、少なくとも間接的に孔（１４）に接続している少なくとも１つの溝（２２）を有していて、該溝（２２）が、ジョイントハウジング（８）の内部においてハウジング壁（１７）内に形成されていて、シールベローズ（１０）の内室（１１）内に開口している、請求項３記載のジョイント装置。
5. ジョイントピボット（９）が、軸受シェル（３０）を介してハウジング切欠き（１６）内に位置しており、通気接続部（１３）が、少なくとも間接的に孔（１４）に接続する溝（２２）を有しており、該溝（２２）が軸受シェル（３０）に形成されていて、シールベローズ（１０）の内室（１１）に開口している、請求項３又は４記載のジョイント装置。
6. 通気接続部（１３）が、ジョイントピボット（９）に形成されていて少なくとも間接的に孔（１４）に接続している少なくとも１つのピボット孔（２４）を有しており、該ピボット孔（２４）がシールベローズ（１０）の内室（１１）に開口している、請求項１から５までのいずれか１項記載のジョイント装置。
7. 孔（１４，１５）がシールベローズ（１０）の内室（１１）に開口している、請求項１から６までのいずれか１項記載のジョイント装置。
8. ジョイント（７）又はジョイントハウジング（８）の内部において孔（１４）に少なくとも１つの第２の孔（１５）が接続していて、該第２の孔（１５）が、シールベローズ（１０）の内室（１１）に開口している、請求項１から７までのいずれか１項記載のジョイント装置。
9. 両方の孔（１４，１５）が互いに平行に延びていない、請求項８記載のジョイント装置。
10. ロッド（４）がステアリングギヤ（３）と結合されていて、該ステアリングギヤ（３）を用いて可動である、請求項１から９までのいずれか１項記載のジョイント装置。
11. シールベローズ（１０）が一方ではステアリングギヤ（３）又は該ステアリングギヤ（３）のハウジング（２）に密に接触していて、かつ他方ではジョイントピボット（９）又は該ジョイントピボット（９）に結合された連結部材に密に接触している、請求項１０記載のジョイント装置。
12. ロッド（４）がラックである、請求項１から１１までのいずれか１項記載のジョイント装置。
13. ジョイント（７）がボールジョイントであり、ジョイントピボット（９）がボールピボットであり、該ボールピボットがそのジョイントボール（１８）で、ジョイントハウジング（８）内に回転可能及び旋回可能に支承されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のジョイント装置。

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