JP3386337B2 - 摩擦の少ないボールジョイントを製造するための方法ならびに摩擦の少ないボールジョイント - Google Patents

摩擦の少ないボールジョイントを製造するための方法ならびに摩擦の少ないボールジョイント

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦の少ないボー
ルジョイントを製造するための方法に関する。
【0002】さらに本発明は、この方法により製造され
たボールジョイントに関する。
【0003】
【従来の技術】英国特許第2004321号明細書に基
づき公知のスラストボールジョイントは、自動車のタイ
ロッドにラックを結合するために働く。この公知のボー
ルジョイントは管状のケーシングを有しており、このケ
ーシングは片側に雌ねじ山を備えている。ケーシング
の、前記雌ねじ山とは反対の他方の側には、支承面が加
工成形されている。この支承面では、ボールピンに一体
成形されたジョイントボールが支承可能である。ボール
ピンのピンはケーシングを貫通している。このケーシン
グ支承部に対応する対応部材としては、ラックの接続側
に支承シェルが設けられている。この支承シェルは、前
記雌ねじ山にねじ込まれた板によってジョイントボール
に対してプレロードもしくは予負荷をかけられる。管状
のケーシングはラックの雄ねじ山に螺合されなければな
らない。この結合が自動的に緩むことを防止するために
は、つまりセルフロックもしくは緩み止めを行うために
は、付加的なロック手段もしくは緩み止め手段が必要と
なる。上記英国特許第2004321号明細書に開示さ
れている構成では、このことは、かしめ(verkoe
rnen)により行われる。
【0004】上記英国特許明細書に開示されている手段
には次のような欠点がある。すなわち、ボールピンのジ
ョイントボールを管状のケーシングに直接に支承する場
合に、ジョイントボールもケーシングも焼入れさせられ
なければならない。しかもこのような手段では、前記板
がねじ山誤差の範囲で半径方向に運動することも可能と
なる。
【0005】前記板の、付加的に必要となる固定作業工
程に基づき、一方では一度調節されたプレロードもしく
は予負荷が不本意に変えられてしまう恐れがあり、他方
ではこのような結合の自動的な緩みを完全に排除するこ
とができなくなる。このことは、安全性の点で大きな危
険を意味する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ボー
ルジョイントの支承特性値の微調節が可能となり、しか
もボールジョイントが単純でかつ廉価となるような、摩
擦の少ないボールジョイントを製造するための方法を提
供することである。
【0007】さらに本発明の課題は、支承特性値の微調
節が可能となり、しかもボールジョイントが単純でかつ
廉価となるような、摩擦の少ないボールジョイントを提
供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、ボールピンを、該ボールピンに一
体成形されたジョイントボールと共に支承シェルを挟ん
でインサートリングに嵌め込み、該インサートリングを
引き続き、該インサートリングに設けられた雄ねじ山を
介して、ケーシングに設けられた雌ねじ山にセルフロッ
ク式もしくは緩み止め式にねじ込み、その後でインサー
トリングを付加的にケーシング内で固定するようにし
た。
【0009】さらに上記課題を解決するために本発明の
ボールジョイントの構成では、ボールピンが、該ボール
ピンに一体成形されたジョイントボールと共に支承シェ
ルを挟んでインサートリングに嵌め込まれており、該イ
ンサートリングが、該インサートリングに設けられた雄
ねじ山を介して、ケーシングに設けられた雌ねじ山にセ
ルフロック式もしくは緩み止め式にねじ込まれており、
さらにインサートリングが付加的にケーシング内で固定
されているようにした。
【0010】
【発明の効果】本発明による、摩擦の少ないボールジョ
イントは、ボールピンを有しており、このボールピンは
自体公知の形式でピン範囲と、このピン範囲に一体成形
されたジョイントボールとを有している。このボールピ
ンは、制限された所定の弾性率を有する材料から成る支
承シェル内に支承されている。支承シェルは特に2つの
部分から形成されていると有利である。支承シェルは外
側に円筒状の外周面を有していてよい。支承シェルの別
のジオメトリも可能である。すなわち、支承シェルに円
錐状の外輪郭を与えるか、または支承シェルの外輪郭を
球面状に形成することも極めて有利である。いずれにせ
よ支承シェルの球面状の内面はボールピンのジョイント
ボールの輪郭に適合されている。支承シェルはその外周
面でインサートリングに形状接続的に、つまり嵌合によ
る係合によって配置されている。このインサートリング
は少なくとも所定の範囲にわたって、支承シェルの外輪
郭に適合された内周面を有している。インサートリング
は支承シェルの自動的な軸方向運動を防止していると有
利である。このために本発明の有利な構成では、ジョイ
ント内側に向けられた半径方向のつばがインサートリン
グに一体成形されており、このつばに支承シェルが支持
されている。インサートリングはやはりシールエレメン
ト、たとえば外側に装着されたシールベローズ、または
インサートリングとケーシングとの間に嵌め込まれたシ
ールリングを取り付けるための取付け部を有していてよ
い。
【0011】インサートリングは雄ねじ山を有してお
り、この雄ねじ山はボールジョイントのケーシングに設
けられた対応する雌ねじ山にねじ込まれる。このために
は、種々異なるねじ山ピッチおよびねじ山形式が可能で
ある。ねじ山は切削加工または非切削加工によりケーシ
ングに加工成形することができる。メートル細目ねじ山
が使用されると有利である。なぜならば、これによって
インサートリングの軸方向のねじ込み深さを極めて正確
に規定することができるからである。いずれにせよ、本
発明によればねじ山のセルフロック手段、つまり緩み止
め手段が設けられている。このような緩み止めは、ジョ
イントの組付け前に個々のねじ山部とねじ溝部との間に
接着剤を導入するか、または部分的にピッチの異なるね
じ山を使用することにより達成される。タッピンねじ山
が簡単でかつ廉価である。さらに、本発明の思想の範囲
内では別の緩み止め手段も考えられる。インサートリン
グの外周面には、さらに、半径方向外側に向けられた、
有利には環状のつばが設けられている。このつばは、ボ
ールジョイントケーシング内にインサートリングを固定
するために付加的に用いられる。
【0012】このようなボールジョイントは、ボールピ
ンを、このボールピンに一体成形されたジョイントボー
ルと共に支承シェルを挟んでインサートリングに嵌め込
み、このインサートリングを引き続きその雄ねじ山で、
ケーシングに設けられた雌ねじ山にセルフロック式、つ
まり緩み止め式にねじ込むことにより製造される。イン
サートリングと支承シェルとの間での形状接続、つまり
嵌合による係合に基づき、インサートリングと支承シェ
ルとは滑り接触しており、したがって支承シェルはねじ
込み過程時にボールピンのジョイントボールに極めて均
一に押圧される。押圧力は、インサートリングのねじ込
み距離が増大するにつれて増大していくので、インサー
トリングがケーシング内に進入すればするほど、ボール
ピンはますます難動性となる。
【0013】ねじ込み時では、ボールジョイントにおい
て支承シェルとジョイントボールとの間に生じる摩擦値
が常時検出される。このような測定手段としては、ボー
ルピンを変位させるために加えられなければならないモ
ーメントを測定することが考えられる。別の測定手段と
しては、ボールピンをその中心軸線を中心にして回転さ
せるために必要となるモーメントを測定することが挙げ
られる。したがって、各ボールジョイント構成部分の製
造誤差とは無関係に摩擦値を極めて正確に調節すること
ができる。ねじ山の緩み止め手段に基づき、所望の調節
が維持される。
【0014】インサートリングは安全確保のために、引
き続きなお付加的にケーシング内に固定される。この付
加的な固定は、たとえばケーシング縁部のロールがけま
たは所定の範囲での縁曲げによって行われる。このため
にはインサートリングに、半径方向外側に向けられた環
状のつばが設けられていると望ましい。この場合、この
つばが軸方向でケーシングに接触するのではなく、間隙
が残るように配慮されることが望ましい。このことは、
インサートリングにおける、一度調節された摩擦値を誤
らせる恐れのある材料応力を回避するために必要とな
る。
【0015】インサートリングに設けられた外側のつば
の上方には、シールベローズを取り付けるための溝を設
けることもできる。別のシール手段も可能となる。また
別のシール手段を補足的に使用することもできる。すな
わち、たとえば有利にはゴムから成るシールリングをケ
ーシングとインサートリングとの間に挿入することがで
きる。このシールリングは、ケーシング内でインサート
リングを固定することによって軸方向で押し合わされ
て、シール機能を発揮する。
【0016】このようなボールジョイントは、支承シェ
ルのために種々異なる支承材料の使用を可能にする。熱
処理は必要にならない。ボールジョイントは遊びがな
く、しかも摩擦が少ない。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【0018】図1には、本発明によるボールジョイント
の有利な実施例が示されている。本発明による、このよ
うな摩擦の少ないボールジョイントはボールピン1を有
しており、このボールピン1は自体公知の形式でピン範
囲1.2と、このピン範囲1.2に一体成形されたジョ
イントボール1.1とを有している。このボールピン1
は、制限された所定の弾性率を有する材料から成る支承
シェル2に支承されている。図1に示したように、この
実施例では2つの部分から成る支承シェルが使用されて
いる。両支承シェル部分は軸方向で互いに相対的に運動
可能である。球面状の内面はボールピン1のジョイント
ボール1.1の輪郭に合わせて形成されている。支承シ
ェル2は外側に円筒状の外周面を有している。この外周
面を介して支承シェル2はインサートリング3内に形状
接続的に、つまり嵌合による係合によって配置されてい
る。このインサートリング3は少なくとも所定の範囲に
わたって円筒状の内周面3.1を有している。インサー
トリング3は支承シェル2の自動的な軸方向運動を防止
していると有利である。このために本発明によれば、イ
ンサートリング3に、ジョイント内側に向けられた半径
方向のつば3.3が一体成形されており、このつば3.
3に支承シェル2が支持されている。インサートリング
3はやはりシールベローズ5のための取付け部を有して
いて、雄ねじ山を備えている。この雄ねじ山は、ボール
ジョイントのケーシング4に設けられた対応する雌ねじ
山にねじ込まれる。本発明によれば、ねじ山のセルフロ
ック手段、つまり緩み止め手段が設けられている。この
緩み止め手段はこの場合、個々のねじ山部とねじ溝部と
の間に導入された接着剤から成っている。インサートリ
ング3の外周面には、さらに半径方向外側に向けられ
た、有利には環状のつば3.2が設けられている。この
つば3.2は付加的に、インサートリング3をボールジ
ョイントのケーシング4内で固定するために働く。
【0019】図2には、本発明の別の実施例によるボー
ルジョイントが示されている。図1に示したボールジョ
イントに対する相違点は、支承シェル2の外輪郭の円錐
状の形状に認められる。また、図2に示した実施例の場
合にも、支承シェル2は2つの部分から成っている。支
承シェル2の一方の部分は図示のボールジョイントでは
直接にケーシング4に配置されており、他方の部分はイ
ンサートリング3によって収容されていて、固定過程の
間にボールピン1のジョイントボール1.1に圧着され
る。インサートリング3をねじ込むことによって、ボー
ルピン1は軸方向に移動して、これによってボールピン
1は支承シェル2の、ケーシング4に嵌め込まれた部分
に徐々に強く押圧される。図2に示したボールジョイン
トでは、両側で開いたケーシング4を使用することがで
きる。インサートリング3はケーシング4を片側で閉じ
ている。反対の側ではシールの目的でシールベローズ5
が装着される。
【0020】本発明による摩擦の少ないボールジョイン
トは、ボールピン1に一体成形されたジョイントボール
1.1を支承シェル2を挟んでインサートリング3に嵌
め込み、引き続きこのインサートリング3の雄ねじ山を
ケーシング4の雌ねじ山にセルフロック式もしくは緩み
止め式にねじ込むことにより製造される。インサートリ
ング3と支承シェル2との間での滑り接触に基づき、ね
じ込み過程の間、支承シェル2はボールピン1のジョイ
ントボール1.1に極めて均一に押圧される。インサー
トリング3のねじ込み距離が増大するにつれて押圧力が
増大していくので、ボールピンは、インサートリング3
がケーシング4に進入すればするほど、ますます難動性
となる。
【0021】ねじ込み時には、ボールジョイントにおい
て支承シェル2とジョイントボール1.1との間に生じ
る摩擦値が常時、検出される。このような測定の1つの
手段としては、ボールピン1を変位させるために加えら
れなければならないモーメントを測定することが挙げら
れる。したがって、ボールジョイント構成要素の製造誤
差とは無関係に所望の摩擦値を常時、極めて正確に調節
することができる。設定された所望の調節は、ねじ山の
緩み止め手段に基づき維持される。
【0022】引き続き、インサートリング3は、ケーシ
ング縁部を所定の範囲で縁曲げすることによって付加的
に固定される。インサートリング3はこのために、半径
方向外側に向けられた環状のつば3.2を備えている。
この場合、このつば3.2が軸方向でケーシングに接触
するのではなく、間隙6が残るように配慮されることが
望ましい。このことは、インサートリング3に生じる、
一度調節された摩擦値を誤らせる恐れのある材料応力を
回避するために必要となる。
【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第1実施例を
示す断面図である。
【図2】本発明によるボールジョイントの第2実施例を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 ボールピン、 1.1 ジョイントボール、 1.
2 ピン範囲、 2支承シェル、 3 インサートリン
グ、 3.1 内周面、 3.2 つば、3.3 つ
ば、 4 ケーシング、 5 シールベローズ、 6
間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス ブレーカー ドイツ連邦共和国 ヴァレンホルスト アンスガルシュトラーセ 4 (72)発明者 マルティン ヴェラーディング ドイツ連邦共和国 ダンメ フリードリ ッヒシュトラーセ 20 (56)参考文献 実開 平6−67918(JP,U) 実開 昭55−106725(JP,U) 特公 平2−568(JP,B2) 米国特許5395176(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 11/06

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 摩擦の少ないボールジョイントを製造す
    るための方法において、ボールピン(1)を、該ボール
    ピン(1)に一体成形されたジョイントボール(1.
    1)と共に支承シェル(2)を挟んでインサートリング
    (3)に嵌め込み、該インサートリング(3)を引き続
    き、該インサートリング(3)に設けられた雄ねじ山を
    介して、ケーシング(4)に設けられた雌ねじ山にセル
    フロック式もしくは緩み止め式にねじ込み、しかもねじ
    込み過程時に支承シェル(2)をボールピン(1)のジ
    ョイントボール(1.1)に均一に押圧し、その後でイ
    ンサートリング(3)を付加的にケーシング(4)内で
    固定することを特徴とする、摩擦の少ないボールジョイ
    ントを製造するための方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法により製造され
    た、摩擦の少ないボールジョイントにおいて、ボールピ
    ン(1)が、該ボールピン(1)に一体成形されたジョ
    イントボール(1.1)と共に支承シェル(2)を挟ん
    でインサートリング(3)に嵌め込まれており、該イン
    サートリング(3)が、該インサートリング(3)に設
    けられた雄ねじ山を介して、ケーシング(4)に設けら
    れた雌ねじ山にセルフロック式もしくは緩み止め式にね
    じ込まれており、しかもねじ込み過程時に支承シェル
    (2)がボールピン(1)のジョイントボール(1.
    1)に均一に押圧可能であり、さらにインサートリング
    (3)が付加的にケーシング(4)内で固定されている
    ことを特徴とする、摩擦の少ないボールジョイント。
  3. 【請求項3】 ねじ山の緩み止め手段が接着剤から成っ
    ている、請求項2記載のボールジョイント。
  4. 【請求項4】 ねじ山の緩み止め手段がタッピンねじ山
    から成っている、請求項2記載のボールジョイント。
  5. 【請求項5】 ねじ山の緩み止め手段が、部分的にピッ
    チの異なったねじ山から成っている、請求項2記載のボ
    ールジョイント。
  6. 【請求項6】 インサートリング(3)の内側円筒状の
    内周範囲(3.1)が、少なくとも所定の範囲にわたっ
    て外側円筒状に形成された支承シェル(2)を収容して
    いて、ボールピン(1)のジョイントボール(1.1)
    に対して求心的にプレロードもしくは予負荷を加えてい
    る、請求項2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】 インサートリング(3)の内側円錐状の
    内周範囲(3.1)が、少なくとも所定の範囲にわたっ
    外側円錐状に形成された支承シェル(2)を収容して
    いて、ボールピン(1)のジョイントボール(1.1)
    に対して求心的にプレロードもしくは予負荷を加えてい
    る、請求項2からまでのいずれか1項記載のボールジ
    ョイント。
  8. 【請求項8】 インサートリング(3)の内側球面状の
    内周範囲(3.1)が、少なくとも所定の範囲にわたっ
    外側球面状に形成された支承シェル(2)を収容して
    いて、ボールピン(1)のジョイントボール(1.1)
    に対して求心的にプレロードもしくは予負荷を加えてい
    る、請求項2からまでのいずれか1項記載のボールジ
    ョイント。
  9. 【請求項9】 前記支承シェル(2)が複数の部分から
    成っている、請求項2から8までのいずれか1項記載の
    ボールジョイント。
  10. 【請求項10】 インサートリング(3)が、半径方向
    で環状に延びるつば(3.2)を有しており、該つば
    (3.2)を介してインサートリング(3)がケーシン
    グ(4)内に固定可能である、請求項2から9までのい
    ずれか1項記載のボールジョイント。
  11. 【請求項11】 インサートリング(3)が、シールベ
    ローズ(5)のための取付け部を有している、請求項2
    から10までのいずれか1項記載のボールジョイント。
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