JP2020200924A - ボールジョイント、および、ボールジョイントの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易かつ安価に製造でき、高温時でも多大な負荷に耐えることができるボールジョイントとその製造方法を提供する。【解決手段】本発明では、ハウジング（１）は、ボールスタッド（２）のピン（２．１）の方向を向く第１の縁領域（１．４）に第１の開口部（１．２）を有し、その第１の開口部（１．２）からボールスタッド（２）が突出し、空洞（１．１）の内壁（１．１．１）とベアリングシェル（４）の外壁との間に隙間を有し、その隙間にライニング（５）が注入され、更にハウジング（１）は、第１の開口部（１．２）に対向する第２の縁領域（１．５）に、空洞（１．１）へと通じてライニング（５）を注入するための第２の開口部（１．３）を有し、ライニング（５）を第２の開口部（１．３）の内壁（１．１．１）にクランプするための一つまたは複数の構造要素を有する。【選択図】図２

Description

本明細書によって開示される技術は、ボールジョイント及びその製造方法に関する。

ボールジョイントは、例えば自動車（好ましくは乗用車）の車体のコンポーネントとして適用される。

特許文献１には、ハウジングに収容されたライニングにボールスタッドが旋回可能に支持されるボールジョイントが記載されている。この技術では、ライニングは、熱に反応する合成材料から成り、射出成形または鋳造によってボールスタッドとハウジングとの間に成形される。

特許文献２には、ベアリングシェルが、ハウジングの開口から注入されて硬化するプラスチックから成り、固定手段が一体形成されたハウジングを有するボールジョイントが記載されている。

特許文献３、４には、空洞、上部開口、および、その反対側に設けられた少なくとも一つの注入口を有するハウジングを備えたボールジョイントが記載されている。この技術では、ハウジングの上部開口から挿入されたボールスタッドは、空洞のできるだけ中央に固定され、その後、熱可塑性樹脂等の重合性プラスチックから成るライニングが注入口から注入される。

特許文献５には、ボールスタッドのボールが支えられるベアリングシェルを収容したハウジングを有するボールジョイントが記載されている。この技術では、ボールスタッドを所定の位置に固定した後、ハウジングとボールとの間の隙間に、滑り摩擦特性の良い材料から成るエラストマープラスチックが注入されて、ベアリングシェルが形成される。

特許文献６、７には、ボールスタッドのボールが旋回可能に収容されるベアリングシェルとハウジングとの間の隙間にプラスチックが注入され、ベアリングシェルがボールスタッドとともにハウジング内に位置決めされるボールジョイントが記載されている。これらの技術では、ハウジングは、注入されるプラスチックよりも大きい半径の開口を有するため、注入されたプラスチックがハウジングの底部からボールスタッドを覆う。また、ボールスタッドのピンの方向に向けて、内径が縮径している。特許文献７の技術では、注入材料は、ボールスタッドの方向にハウジングの開口部から飛び出し、シールブーツとの接続部を形成する。

独国実用新案第１７９６０１９号明細書 国際公開第１９９７／４１３６１号 国際公開第１９９９／０９３２８号 国際公開第１９９９／２８６３９号 欧州特許出願公開第０８６０６１９号明細書 国際公開第２０００／２６５５０号 独国特許発明第１９８３０５９３号明細書

特許文献１の技術において、ライニングがハウジング内で回転するのを防ぐために、ハウジングの内面に、ライニングを固定する一つまたは複数の凹部を設けてもよい。ただし、特許文献１では、凹部をどのように実現すべきかについては説明されていない。特許文献１のボールジョイントでは、引張方向（ボールスタッドの方向）において、直径が比較的鋭利に減少しており、これにより、引張時にライニングを破断させる恐れがある。

特許文献２の技術では、ハウジングに注入されたベアリングシェルを確実に固定すべく、ハウジングの内壁は、粗面化または鋸歯状にされている。

特許文献３、４の技術では、ハウジングもしくは空洞の内壁は、粗い表面または鋳造、板金、冷間押出成形または鍛造等の未加工表面を有している。この表面には、必要に応じて、溝／凹部を追加してもよい。ただし、この粗い表面または未加工表面もしくは溝／凹部をどのように実現すべきかについては説明されていない。

特許文献５では、ベアリングシェルと減衰要素とをハウジングの開口部に注入した後、非常に硬く耐久性のある材料から成る閉鎖要素が注入される。ハウジングの内側に径方向外向きの溝が設けられ、その中に閉鎖要素が係合する。この溝は非常に鋭利なため、軸方向に大きい負荷がかかると、閉鎖要素を破断させる恐れがある。

特許文献６、７のようにベアリングシェルとハウジングとの間の隙間にライニングを注入してボールスタッドをハウジングに位置決めする従来の方法では、特に８０℃以上の高温時に、ボールスタッドに大きい軸方向力がかかると、注入されたライニングとハウジングの内側とのクランプが外れ、ハウジングの内側の鋭利なエッジでライニングが破断してボールジョイントの機能不全を招く危険がある。

本発明の目的は、特に自動車のシャシに使用されるボールジョイントに関し、容易かつ安価に製造でき、高温時でも多大な負荷に耐えることができるボールジョイントとその製造方法を提供することである。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

本明細書に開示されるボールジョイントは、ボールスタッドのボールを収容する空洞を有するハウジングを備え、ボールがベアリングシェル内に可動支持されるものであって、ハウジングは、ボールスタッドのピンの方向を向く第１の縁領域に第１の開口部を有し、その第１の開口部からボールスタッドが突出し、ハウジングの内壁とベアリングシェルの外壁との間に隙間を有し、その隙間にライニングが注入され、更にハウジングは、第１の開口部に対向する第２の縁領域に、空洞へと通じてライニングを注入するための第２の開口部を有し、ライニングを第２の開口部の内壁にクランプするための一つまたは複数の構造要素を有する。

本ボールジョイントでは、注入されたライニングをハウジングの内壁にクランプすることにより、たとえ第２の開口部がボールスタッドのボールの外径より大きくても、８０℃以上の高温時でもボールスタッドにかかる多大な負荷に耐えることができる。

更に、構造要素は、ボールスタッドとボールに取り付けられたベアリングシェルとから成るサブアセンブリを、ハウジングに嵌め込むための第２の開口部とボールの赤道領域との間に設けられ、第２の開口部は、第１の開口部よりも大きく、かつ、ベアリングシェルの外径よりも大きいと好ましい。

本ボールジョイントは、前記構造要素として、特には以下ａ）〜ｄ）の構造を単独または任意の組合せで有する。
ａ）ハウジングの内壁の少なくとも一部に、顕著な表面粗さ／凹凸を有する
ｂ）ライニングのボリュームが、第２の開口部に向かって増大する
ｃ）ハウジングの内壁に、一つまたは複数の溝／凹部および／またはローレットが単独または任意の組合せで形成される
ｄ）第２の開口部に繋がり、第１の開口部の方向へ径方向に拡大する段部が形成される

ハウジングの内壁の算術平均粗さ値Ｒａは、１０μｍ〜７５μｍであるのが好ましく、特には１０μｍ〜６３μｍであるのが好ましい。

更に、ライニングのボリュームは、段部の領域において壁厚が最大となるように、第２の開口部に向かって増大する。つまり、第１の段部において最大となる。

更に、ハウジングの内壁に、少なくとも一つの螺旋溝が形成される、および／または、複数の溝／凹部が互いに離間または交差して形成される、および／または、ローレットが形成される。

ハウジングは、第２の開口部の領域に、径方向内向きに曲げられた壁部を有してもよい。

ハウジングの内壁に一つまたは複数の溝／凹部および／またはローレットが形成される場合、それらの深さは好ましくは０．３ｍｍ〜１．５ｍｍであり、それらは好ましくは第２の開口部の領域に配設される。

ハウジングは、第１の縁領域が、軸方向へ延びる突起形状で形成され、第２の縁領域が、軸方向へ延びる突起形状で形成され、ライニングが第１の縁領域および／または第２の縁領域を被覆する。

ボールスタッドのボールは、極領域に凹部を有し、この凹部に、ベアリングシェルの突起が係合するのが好ましい。それにより、ベアリングシェルはボールスタッドのボールに確実に取り付けられる。ライニングを注入することによりボールジョイントが完成した後、ボールスタッドが最初に旋回もしくは揺動すると、ボールの凹部に係合する突起が折れ、ボールはベアリングシェル内を自由に旋回できるようになる。

本ボールジョイントの製造方法は、ハウジングの内壁に構造要素を一つまたは複数成形する工程と、構造要素の成形前または後に、ボールスタッドとボールに取り付けられたベアリングシェルとから成るサブアッセンブリをハウジングに嵌め込む工程と、次いで、サブアッセンブリとハウジングの内壁との間の隙間にライニングを注入する工程と、を含む。

更に好ましくは、ボールスタッドをハウジングに嵌めこむ前、かつ、ライニングを注入する前に、ハウジングの内壁の少なくとも一部に、機械加工により、顕著な表面粗さ／凹凸がもたらされる、および／または、ハウジングの内壁に、機械加工により、一つまたは複数の溝／凹部および／またはローレットがもたらされる。

更にハウジングは、第１の開口部の方向へ径方向に拡大する段部が繋がるように、第２の開口部が径方向内向きに成形されてよい。

スウェージング、折り曲げ、据え込みの径方向内向きへの成形方法により、ハウジングの内壁に一つまたは複数の構造要素が形成されてもよい。

第１実施形態におけるハウジングの縦断面図である。 図１のハウジングを備えるボールジョイントの縦断面図である。 第２実施形態におけるハウジングの縦断面図である。 図３のハウジングを備えるボールジョイントの縦断面図である。 第３実施形態におけるハウジングの縦断面図である。 図５のハウジングを備えるボールジョイントの縦断面図である。 ハウジングのプリフォームの縦断面図である。 ボールスタッドとベアリングシートとから成るサブアセンブリとともに成形金型に嵌め込まれたプリフォームを示す図である。 成形金型で成形されたハウジングを示す図である。 ライニング注入後のハウジングを示す図である。 成形金型から抜き取った後のボールジョイントを示す図である。

Ａ．第１実施形態：
図１は、ボールジョイントのハウジング１を示す。ハウジング１は、空洞１．１、および、第１の開口部１．２と第２の開口部１．３との対向する二つの開口部を有する。ハウジング１の図中上側の第１の縁領域１．４に、第１の開口部１．２が、図中下側の第２の縁領域１．５に第２の開口部１．３がある。ハウジング１は、鋳造、板金、冷間押出成形または鍛造等により形成される。

図中上側の第１の開口部１．２は、下側の第２の開口部１．３の内径ｄ１．３より小さい内径ｄ１．２を有する。第１の開口部１．２と第２の開口部１．３との間に、ｄ１．２とｄ１．３より大きい内径ｄ１．６を有する略筒状の筒状部１．６が延びる。

ハウジング１は外径Ｄ１を有する。第１の縁領域１．４は、外径Ｄ１より小さい外径Ｄ１．４を有し、第１の縁領域１．４の外径Ｄ１．４は、それより多少小さい縮小径Ｄ１．４‘へ縮径され、第１の縁領域１．４の外側輪郭にアンダーカット部１．４．１が形成される。図中下側の第２の縁領域１．５も、外径Ｄ１より小さい外径Ｄ１．５を有する。

図２は、ベアリングシェル４に旋回可能に収容されるボールスタッド２のボール３と、ライニング５が注入されたハウジング１とを通るボールジョイントの断面を示す。ボールスタッド２の長手方向軸線Ａは、ハウジング１の長手方向軸線と一致する。ハウジング１には、ボールスタッド２（ここでは一部だけ図示される）のボール３とともにベアリングシェル４が配設される。ベアリングシェル４は、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）から成形されるのが好ましい。

ベアリングシェル４とハウジング１の空洞１．１との間の隙間には、プラスチック、好ましくはＰＡ（ポリアミド）等のライニング５が注入され、ベアリングシェル４に収容されたボールスタッド２がハウジング１内に固定される。更に、ベアリングシェル４の下面、ボールスタッド２のピン２．１の方向へ突き出る第１の縁領域１．４、および、第２の縁領域１．５が、ライニング５でオーバーモールドされる。ライニング５は、第１の縁領域１．４、および、アンダーカット部１．４．１の周囲に達し、更に、径方向外向きの第１の肩部１．７まで届くと共に、第２の縁領域１．５の周囲に達し、径方向外向きの第２の肩部１．８まで届く。

ボール３の下部、ここでは不図示の極領域には、ベアリングシェル４の突起４．１が係合する凹部３．１を有する。このため、ベアリングシェル４とボールスタッド２とから成るサブアセンブリがハウジング１に嵌め込まれると、ベアリングシェル４がボール３に確実に位置決めされる。

突起４．１は、不図示の切断箇所を有する。ボールジョイントの製造後、ボールスタッド２に旋回力ＦＳがかかると、切断箇所が破断して、ボールスタッド２のボール３は、ベアリングシェル４内で自由に旋回できるようになる。この際、突起４．１は凹部３．１内に残る。

ボールスタッド２とベアリングシェル４とから成るサブアッセンブリは、図中下側の第２の開口部１．３からハウジング１の中へ所望の位置まで嵌め込まれ、この際、ピン２．１が第１の開口部１．２から突き出る。組立上、ハウジング１の第２の開口部１．３の内径ｄ１．３は、ベアリングシェル４の外径より僅かに大きい必要がある。ハウジング１を、第２の開口部１．３が上に、第１の開口部１．２が下になるようにしてもよい。この場合、ボールスタッド２は、ピン２．１を下向きにしてハウジング１へ嵌め込まれる。

ハウジング１の内壁１．１．１は、第１の構造要素（請求項３の構造ａ）として、Ｒａ１０μｍ〜Ｒａ６３μｍの不図示の表面粗さ／凹凸（算術平均粗さ値）を有する。この表面粗さ／凹凸は好ましくは旋盤加工により作られる。この顕著な表面粗さ／凹凸は、筒状部１．６および／または第１の開口部１．２および／または第２の開口部１．３に存在するか、ハウジング１の内壁１．１．１の全域に亘って存在していてもよい。

ここで第１の構造要素は第４の構造要素（請求項３の構造ｄ）と組み合わされ、第４の構造要素は、ハウジング１の第２の開口部１．３に繋がり、第１の開口部１．２の方向へ１００°〜１３０°（図１参照）の第１の角度α１で径方向に拡大する形状で第１の段部１．９として形成される。第１の段部１．９は、比較的大きい第１の半径ｒ１を有する凸湾曲部を有する。第１の半径ｒ１は、１．０ｍｍと６ｍｍの間が好ましく、特には２．０ｍｍと４ｍｍの間であるのが好ましい。

対向して、第１の開口部１．２の方向には、第２の半径ｒ２（図１参照）を有する凹湾曲部があり、第２の半径ｒ２は、４ｍｍと１２．５ｍｍの間が好ましく、特には６ｍｍと１０ｍｍの間であるのが好ましい。それにより、ハウジング１の内壁１．１．１の内径が、直径ｄ１．６から、第１の開口部１．２の直径ｄ１．２へと縮径する。

内径ｄ１．２は、これとボール３（図２参照）の外径との間に、引張方向、すなわちピン２．１の方向においてオーバーラップｂが存在するように設定されるため、引張方向への多大な負荷に耐えることができる。

ハウジング１では、新規設計による内部構造により、ハウジング１の第２の開口部１．３の直径ｄ１．３と、ボール３及びベアリングシェル４の外径との間にオーバーラップが無くとも、ボールスタッド２の押抜き方向への比較的大きい軸方向力／押抜き力Ｆ（図２参照）に耐えて、８０℃以上の高温時でも、ボールジョイントの破損を防ぐことができる。注入されたライニング５は、ハウジング１の内壁１．１．１の顕著な表面粗さ／凹凸により、内壁１．１．１との良好なクランプもしくは良好なグリップを確実にする。また、凸湾曲部を有する第１の段部１．９により、ライニング５が位置ずれを起こしたり、破断することなく、多大な軸方向力Ｆに耐えることができる。ボール３の赤道領域Ｂと第２の開口部１．３との間に配設された第１の段部１．９をこのように設計することにより、ボールスタッド２及びライニング５の軸方向力Ｆに対する抵抗が増したり、ライニング５の破断が防がれる。

Ｂ．第２実施形態：
図３はハウジング１の縦断面図を示し、図４は、図３のハウジング１を備えるボールジョイントを示す。これらは、基本的に図１及び図２の実施形態と同等である。図１及び図２の実施形態との相違点は、ハウジング１が、好ましくは９５°〜１２５°の間の角度α２となる第２の段部１．１０を有することにより、ハウジング１の内径が、筒状部１．６の内径ｄ１．６から第２の開口部１．３の直径ｄ１．３に縮径されて、ボール３の赤道領域Ｂと第２の開口部１．３との間に配設される第４の構造要素（請求項３の構造ｄ）が形成されることである（図４参照）。

ハウジング１は更に、第２の開口部１．３に設けられるローレット６の第３の構造要素（請求項３の構造ｃ）を有する。したがって、ここでは第３の構造要素と第４の構造要素との二つの構造要素がハウジング１に設けられている。しかし、これら構造要素の一つだけ、すなわち、第３の構造要素または第４の構造要素の一つだけを設けたり、第３の構造要素と第４の構造要素との両方を、第１の構造要素（請求項３の構造ａ）としての顕著な表面粗さ／凹凸（図１及び図２参照）と組み合わせることも可能である。第２の段部１．１０は、ボールスタッド２のボール３に第２の開口部１．３の方向へ向けて軸方向力／押抜き力Ｆがかかるとき（図４参照）、ライニング５の押抜きおよび／または破断を防ぐ或いは遅らせるように作用して、それにより、高温時でもボールスタッド２がベアリングシェル４とともに押抜かれることを防ぐ或いは遅らせる。第２の開口部１．３にローレット６が存在することにより、ライニング５を更にクランプするので、より大きい軸方向力Ｆに耐えることができる。

ローレット６（第３の構造部）は、別の位置に配置してもよいし、ハウジング１の内壁１．１．１全域に亘って設けてもよい。

図４でも、図２の実施形態と同様に、ボールスタッド２の長手方向軸線Ａは、ハウジング１の長手方向軸線と一致する。

Ｃ．第３実施形態：
図５はハウジング１の縦断面図を示し、図６は、図５のハウジング１を備えるボールジョイントを示す。これらは、基本的に図１及び図２の実施形態と同等である。図１及び図２の実施形態との相違点は、ハウジング１が、第３の構造要素（請求項３の構造ｃ）としての複数の溝７（ここでは円周状の三つの溝７）を有することである。これらの溝７は、この実施例では、第２の開口部１．３に設けられる。溝７のフランク角βは、好ましくは５０°〜７０°であり、特には６０°である。

ここでは第３の構造要素は、第１の段部１．９（第４の構造部）と組み合わされる。第１の段部１．９は、図１及び図２と同様に、ハウジング１の第２の開口部１．３に繋がり、第１の開口部１．２の方向へ９５°〜１２５°（図１参照）、好ましくは１１０°の第１の角度α１（図５参照）で径方向に拡大する形状で形成される。第１の段部１．９は、比較的大きい第１の半径ｒ１を有する凸湾曲部を有する。第１の半径ｒ１は、１．０ｍｍと６ｍｍの間が好ましく、特には２．０ｍｍと４ｍｍの間であるのが好ましい。

更に図１及び図２と同様に、第１の構造要素（請求項３の構造ａ）としての顕著な表面粗さ／凹凸（不図示）が、ハウジング１の内壁１．１．１に一部または全域に亘って設けられていてもよい。

第１の段部１．９は、ボールスタッド２のボール３に第２の開口部１．３の方向へ向けて軸方向力／押抜き力Ｆがかかるとき（図６参照）、ライニング５の押抜きおよび/または破断を防ぐ或いは遅らせるように作用して、それにより、高温時でもボールスタッド２がベアリングシェル４とともに押抜かれることを防ぐ或いは遅らせる。

第２の開口部１．３に複数の溝７が存在することにより、ライニング５を更にクランプするので、より大きい軸方向力Ｆに耐えることができる。

Ｄ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

不図示の実施形態として、複数の溝７の代わりに螺子状の螺旋溝を設けることもできる。

図１〜６に示すハウジング１は、内壁１．１．１に構造要素を成形するための機械加工と組み合わせて、押出成形、スウエージング、鋳造等により製造することができる。

本発明の更なる実施形態として、ボールスタッド２をベアリングシェル４とともにハウジング１内にライニング５で固定した後、ハウジング１の一端または両端を径方向内向きに成形してもよい。

図７はハウジング１のプリフォーム１Ｖの縦断面図である。プリフォーム１Ｖは略筒状に形成され、空洞１．１、および、図中下側の第１の縁領域１．４に設けられる第１の開口部１．２を有し、第１の縁領域１．４の外周には、アンダーカット部１．４．１が設けられている（図１〜６のハウジング１の実施形態と同様）。第１の開口部１．２の内側には、第２の半径ｒ２が繋がり、第２の半径ｒ２は、前述のハウジング１の実施形態と同様に好ましくは５ｍｍと１２ｍｍの間が好ましく、特には６ｍｍと９ｍｍの間であるのが好ましい。第２の半径ｒ２には、プリフォーム１Ｖの反対側の開口部１．３Ｖまで延びる筒状部１．６が繋がる。第２の半径ｒ２の外側は、第１の縁領域１．４のアンダーカット部１．４．１に第１の肩部１．７が繋がる。第１の肩部１．７の次に、開口部１．３Ｖの方向へ、後のハウジング１の外径に実質的に対応する外径Ｄ１が延びる。次いで、プリフォーム１Ｖの外側輪郭は、開口部１．３Ｖの方向に向かって、例えば、好ましくは２０°〜９０°、特には３０°〜６０°の角度γを有する斜面１ＳＶが存在することにより、外径Ｄ１から減少する。端面には、０．３ｍｍ〜３ｍｍの第３の半径ｒ３Ｖが存在する。

プリフォーム１Ｖは後に、第１の開口部１．２と反対側の領域が、ボールスタッド２とベアリングシェル４とから成るサブアセンブリを開口部１．３Ｖから嵌め込み、ボール３をベアリングシェル４とともに空洞１．１内に位置させた後、径方向内向きに成形される。

図８は、ボールスタッド２とそのボール３に取り付けられたベアリングシェル４とから成るサブアセンブリとともに成形金型１０に嵌め込まれたハウジング１のプリフォーム１Ｖを示す。この場合、ボール３はベアリングシェル４とともにプリフォーム１Ｖの空洞１．１に収容されるので、プリフォーム１Ｖの内壁１．１．１Ｖと、ベアリングシェル４の外側輪郭と、ボール３のベアリングシェル４からはみ出す部分との間に隙間ができる。ベアリングシェル４とボール３の不図示の極領域だけが、開口部１．３Ｖの端面側領域から少し突出する。ボール３にベアリングシェル４が取り付けられたボールスタッド２は、ピン２．１とともに開口部１．３Ｖからプリフォーム１Ｖの空洞１．１の中へ嵌め込まれる。成形金型１０は第１の下部体１１．１を有し、第１の下部体１１．１上にプリフォーム１Ｖの第１の肩部１．７が載置されて成形時に支持される。第１の下部体１１．１の径方向内側に配置される第２の下部体１１．２（スライダー形式の複数のパーツで形成されてもよい）は、ボールスタッド２のピン２．１の方向で、かつ第１の縁部１．４から離間してライニング５のための隙間を形成する。プリフォーム１Ｖは、その略筒状の外周が、環状支持体１２によって固定される。更に、第１の上部体１３と、内部に配置された第２の上部体１４から成る二部品構造の上部体が、ここではまだ開放状態で設けられる。第１の上部体１３は、プリフォーム１Ｖの方向に、ここでは太線で表示された第１の成形輪郭１３．１を有する。第２の上部体１４もプリフォーム１Ｖの方向で、径方向外側に太線で表示された第２の成形輪郭１４．１を有する。第１の成形輪郭１３．１と第２の成形輪郭１４．１は、図８に示すように互いに隣り合っている。更に第２の上部体１４は、ボールスタッド２の方向に、ここでは太字破線で表示された成形用の輪郭１４．２、およびライニング５を注入するための注入口１５を有する。

ボールスタッド２とベアリングシェル４とから成るサブアッセンブリを図８の成形金型１０に嵌め込んだ後、第１及び第２の上部体１３，１４を一緒に第１及び第２の下部体１１．１，１１．２の方向へ動かすことにより、成形金型１０は成形力を与えながら閉鎖され、その成形力により、プリフォーム１Ｖは、第１及び第２の上部体１３，１４に対向する領域において、成形輪郭１３．１，１４．１により径方向内向きに成形される。この成形工程において、プリフォーム１Ｖの斜面１ＳＶ（図７参照）が有利に働く。

図９は、成形金型１０内でプリフォーム１Ｖから成形されたハウジング１を、ボール３にベアリグシェル４が取り付けられたボールスタッド２とともに示す。

径方向内向きに成形された領域もオーバーモールドするために、第２の上部体１４を第１の上部体１３に比べて、太矢印（図９参照）の方向へ動かすことで、互いに隣接していた成形輪郭１３．１，１４．１が寸法ｈ（図１０参照）だけ互いに離間するようになる。ここでの大きな利点は、この成形された領域がスプリングバックできることである。それにより、成形金型１０を開放した後、ライニング５に応力が作用しない。

その後、図１０のように、注入口１５から、ライニング５が空洞１．１内（図９参照）へ注入される。この空洞１．１は、ベアリングシェル４／ボール３とハウジング１の内壁１．１．１との間と、成形金型１０の成形輪郭とハウジング１との間に形成される。この場合、第２の上部体１４の成形輪郭１４．１は、輪郭１４．２とともに射出成形のための成形輪郭を形成する。ライニング５は、ベアリングシェル４が取り付けられたボールスタッド２のボール３をハウジング１内に固定し、第１の縁領域１．４は肩部１．７までオーバーモールドされる。更に、ベアリングシェル４の極領域がオーバーモールドされ、かつ、ハウジング１の第２の開口部１．３の径方向内向きに成形された領域もオーバーモールドされる。

図１１は、成形金型１０から抜き取った後のボールジョイントを示す。第２の開口部１．３の径方向内向きに成形された領域により、ハウジング１の第２の開口部１．３には、好ましくは８０°〜１４０°の間となる第３の角度α３を有する第２の段部１．１０が繋がる。第２の段部１．１０には、凹状の第３の半径ｒ３（２ｍｍ〜９ｍｍ）が続き、第３の半径ｒ３は、ハウジング１の空洞１．１の筒状部１．６の内径ｄ１．６へと移行する。ここで第２の段部１．１０は、第４の構造要素（請求項３の構造ｄ）として作用し、軸方向力／押抜き力Ｆがかかるとき、ライニング５の破断やボールスタッド２がそのボール３とベアリングシェル４とともに外れてボールジョイントが破損するのを防ぐ。

ボールスタッド２を、ボール３に取り付けられたベアリングシェル４とともに大きな開口部１．３Ｖ（図７参照）に挿入し、径方向内向きに成形することにより、径方向内向きに成形された後のハウジング１の第２の開口部１．３が、ボール３の外径よりも小さくなるため、ハウジング１の第１の開口部１．２、第２の開口部１．３の両方と、ボール３の外径との間に、オーバーラップｂが生じることで、ボール３がハウジング１から外れることを防ぐ。

更に不図示の実施形態として、ハウジング１のプリフォーム１Ｖの内側に、成形前に顕著な表面粗さ／凹凸（請求項３の構造ａ）および／または溝／凹部および/またはローレット（請求項３の構造ｃ）が設けられてもよい。

上に図示および説明された実施形態の他に、ハウジング１の構造部を互いに任意に組合せてもよい。

上記実施形態によれば、ハウジング１の構造部により、ライニング５とハウジング１の良好なクランプが保証されるため、ボールジョイントは、８０℃あるいはそれ以上の高温領域にも耐えられる。

１ ハウジング
１．１ 空洞
１．１．１ 内壁
１．２ 第１の開口部
１．３ 第２の開口部
１．４ 第１の縁領域
１．４．１ アンダーカット部
１．５ 第２の縁領域
１．６ 筒状部
１．７ 第１の肩部
１．８ 第２の肩部
１．９ 第１の段部
１．１０ 第２の段部
１Ｖ プリフォーム
１．１．１Ｖ プリフォームの内壁
１．３Ｖ プリフォームの開口部
１ＳＶ 斜面
２ ボールスタッド
２．１ ピン
３ ボール
３．１ 凹部
４ ベアリングシェル
４．１ 突起
５ ライニング
６ ローレット
７ 溝
１０ 成形金型
１１．１ 第１の下部体
１１．２ 第２の下部体
１２ 支持体
１３ 第１の上部体
１３．１ 第１の成形輪郭
１４ 第２の上部体
１４．１ 第２の成形輪郭
１４．２ 輪郭
１５ 注入口
Ａ 長手方向軸線
Ｂ 赤道領域
ｄ１．２ 第１の開口部の内径
ｄ１．３ 第２の開口部の内径
ｄ１．６ 筒状部の内径
Ｄ１ ハウジングの外径
Ｄ１．４ 第１の縁領域の外径
Ｄ１．４‘ 第１の縁領域の縮小径
Ｄ１．５ 第２の縁領域の外径
Ｆ 軸方向力／押抜き力
ＦＳ 旋回力
ｒ１ 第１の半径
ｒ２ 第２の半径
ｒ３ 第３の半径
ｒ３V 第３の半径
α１ 第１の角度
α２ 第２の角度
α３ 第３の角度
β フランク角
γ 斜面の角度

Claims (15)

1. ボールスタッド（２）のボール（３）を収容する空洞（１．１）を有するハウジング（１）を備え、前記ボール（３）がベアリングシェル（４）内に可動支持されるボールジョイントであって、
   前記ハウジング（１）は、前記ボールスタッド（２）のピン（２．１）の方向を向く第１の縁領域（１．４）に第１の開口部（１．２）を有し、その第１の開口部（１．２）から前記ボールスタッド（２）が突出し、前記ハウジング（１）の内壁（１．１．１）と前記ベアリングシェル（４）の外壁との間に隙間を有し、その隙間にライニング（５）が注入され、
   更に前記ハウジング（１）は、前記第１の開口部（１．２）に対向する第２の縁領域（１．５）に、前記空洞（１．１）へと通じて前記ライニング（５）を注入するための第２の開口部（１．３）を有し、
   前記ライニング（５）を前記第２の開口部（１．３）の内壁（１．１．１）にクランプするための一つまたは複数の構造要素を有することを特徴とするボールジョイント。
2. 前記構造要素は、前記ボールスタッド（２）と前記ボール（３）に取り付けられた前記ベアリングシェル（４）とから成るサブアセンブリを、前記ハウジング（１）に嵌め込むための前記第２の開口部（１．３）と前記ボール（３）の赤道領域（Ｂ）との間に設けられ、前記第２の開口部（１．３）は、前記第１の開口部（１．２）よりも大きく、かつ、前記ベアリングシェル（４）の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のボールジョイント。
3. 前記構造要素として、以下ａ）〜ｄ）の構造を単独または任意の組合せで有することを特徴とする請求項１または２に記載のボールジョイント。
   ａ）前記ハウジング（１）の内壁（１．１．１）の少なくとも一部に、顕著な表面粗さまたは凹凸を有する
   ｂ）前記ライニング（５）のボリュームが、前記第２の開口部（１．３）に向かって増大する
   ｃ）前記ハウジング（１）の内壁（１．１．１）に、一つまたは複数の溝または凹部（７）およびまたはまたはローレット（６）が単独または任意の組合せで形成される
   ｄ）前記第２の開口部（１．３）に繋がり、前記第１の開口部（１．２）の方向へ径方向に拡大する段部（１．９，１．１０）が形成される
4. 前記ハウジング（１）の内壁（１．１．１）の算術平均粗さ値Ｒａは、１０μｍ〜７５μｍであることを特徴とする請求項３に記載のボールジョイント。
5. 前記ハウジング（１）の内壁（１．１．１）の算術平均粗さ値Ｒａは、１０μｍ〜６３μｍであることを特徴とする請求項４に記載のボールジョイント。
6. 前記ライニング（５）のボリュームは、前記段部（１．９，１．１０）の領域において壁厚（ｂ１）が最大となるように、前記第２の開口部（１．３）に向かって増大することを特徴とする請求項３に記載のボールジョイント。
7. 前記ハウジング（１）の内壁（１．１．１）に、少なくとも一つの螺旋溝が形成される、および／または、複数の溝または凹部（７）が互いに離間または交差して形成される、および／または、ローレット（６）が形成されることを特徴とする請求項３に記載のボールジョイント。
8. 前記ハウジング（１）は、前記第２の開口部（１．３）の領域に、径方向内向きに曲げられた壁部を有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のボールジョイント。
9. 前記第２の開口部（１．３）の領域に一つまたは複数の溝または凹部（７）および／またはローレット（６）が形成され、前記溝または凹部（７）および／またはローレット（６）の深さが０．３ｍｍ〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載のボールジョイント。
10. 前記ハウジング（１）は、前記第１の縁領域（１．４）が、軸方向へ延びる突起形状で形成され、前記第２の縁領域（１．５）が、軸方向へ延びる突起形状で形成され、前記ライニング（５）が前記第１の縁領域（１．４）および／または前記第２の縁領域（１．５）を被覆することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のボールジョイント。
11. 前記ボールスタッド（２）の前記ボール（３）は、極領域に凹部（３．１）を有し、前記凹部（３．１）に、前記ベアリングシェル（４）の突起（４．１）が係合することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のボールジョイント。
12. 請求項１に記載のボールジョイントの製造方法であって、
    前記ハウジング（１）の内壁（１．１．１）に前記構造要素を一つまたは複数成形する工程と、
    前記構造要素の成形前または後に、前記ボールスタッド（２）と前記ボール（３）に取り付けられた前記ベアリングシェル（４）とから成るサブアッセンブリを前記ハウジング（１）に嵌め込む工程と、
    次いで、前記サブアッセンブリと前記ハウジング（１）の内壁（１．１．１）との間の隙間に前記ライニング（５）を注入する工程と、
    を含むことを特徴とするボールジョイントの製造方法。
13. 前記ボールスタッド（２）を前記ハウジング（１）に嵌めこむ前、かつ、前記ライニング（５）を注入する前に、前記ハウジング（１）の内壁（１．１．１）の少なくとも一部に、機械加工により、顕著な表面粗さまたは凹凸がもたらされる、および／または、前記ハウジング（１）の内壁（１．１．１）に、機械加工により、一つまたは複数の溝または凹部（７）および／またはローレット（６）がもたらされることを特徴とする請求項１２に記載のボールジョイントの製造方法。
14. 前記ハウジング（１）は、前記第１の開口部（１．２）の方向へ径方向に拡大する段部（１．１０）が繋がるように、前記第２の開口部（１．３）が径方向内向きに成形されることを特徴とする請求項１２または１３に記載のボールジョイントの製造方法。
15. スウェージング、折り曲げ、据え込みの径方向内向きへの成形方法により、前記ハウジング（１）の内壁（１．１．１）に一つまたは複数の前記構造要素が形成されることを特徴とする請求項１２から１４のいずれかに記載のボールジョイントの製造方法。

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