JP4118690B2 - 玉継ぎ手 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、有利には自動車の車台懸架装置若しくは操舵機構のための玉継ぎ手であって、ヒンジケーシング並びに、球面体及びピン部分から成る支承ピンを備えており、支承ピンが、球面体で以てヒンジケーシング内に回動及び旋回可能に支承されかつ、ピン部分で以て車両側の受容部に取り付けられており、さらに弾性的なシールベローを備えており、シールベローがヒンジケーシングに静的に取り付けられ、かつ少なくとも１つのシール座を介してピン部分に取り付けられている形式のものに関する。
【０００２】
前記形式の玉継ぎ手は種々の構造で公知になっている。この種の玉継ぎ手においては、ケーシングと支承ピンとの間に相対運動が生じるので、ケーシング内で支承ピンの球面体及び相応の支承ソケットから形成された支承対偶のシールは動的になっていなければならない。このような理由から公知の手段では、シールベローが端部に肉厚隆起部を備えており、該肉厚隆起部が内側のシール座を形成していて、直接に支承ピンのピン部分の周面に座着して、そこに固有の材料応力によって若しくは外側に装着されたばねリングの張力によって保持されている。このような手段においては一般的な問題としてピン表面に腐食の傾向があり、それというのはピンは通常は金属から成っており、腐食防止の被覆を施してある場合にもある程度の作動時間の経過の後にシール座の表面変化が生じ、これによってシール座若しくはシール機構の損傷、ひいては玉継ぎ手全体の汚れの侵入による故障が生じてしまうことになる。
【０００３】
本発明の課題は、前記形式の玉継ぎ手のピン部分とシールベローとの間のシール座の領域の寿命を改善して、ひいては玉継ぎ手全体の寿命を長くすることである。
【０００４】
前記課題が、請求項１の上位概念に記載の構成に関連して請求項１の特徴部分に記載の技術手段によって解決される。
【０００５】
本発明に基づく技術手段では、シールベローとピン部分との間のシール座が、直接にピン部分にプレストレス（初期応力）下で接触した弾性的なシールリング及び、シールベローとシールリングとの間に配置されたリングスリーブを有している。このような本発明に基づく構成によって、シールベローと隣接のピン部分との間の滑り作用のあるシール座が、ピン部分自体の表面から離れてシールリングとリングスリーブとの間の分離継ぎ目内へ移される。
【０００６】
直接にピン部分とシールリングとの間にある分離継ぎ目もリングスリーブとシールベローとの間にある分離継ぎ目も、隣り合う構成部分間で相対運動を生ぜしめないいわゆる静的な分離継ぎ目であり、従って前述の腐食の問題が広い意味で排除されている。
【０００７】
シールリングとリングスリーブとの間の領域内へのクリティカルな分離継ぎ目の移しによって、多様な材料組合せが可能であり、これによって腐食に基づく破損が避けられ、かつトライボロジー特性が改善される。さらに利点として、ベロー内部及び周囲からのシール継ぎ目の著しい分離によって分離継ぎ目の長持ちのする潤滑が適切なグリースを用いて容易に可能である。
【０００８】
本発明の有利な構成が従属請求項に記載してある。材料選択に関連して、シールリングをカウチューク材料若しくはプラスチック材料、例えばPUR若しくはPTFEから形成すると特に有利である。シールリングの組み立てられていない状態での断面が円形若しくは楕円形に形成されていてよく、特に円形断面が市販の規格品を使用できるので製造コストの観点から有利である。使用されるカウチューク材料若しくはプラスチック材料は、滑り特性を改善する添加物を含んでいてよい。
【０００９】
シールリングが玉継ぎ手の組み立てに際して、弾性的に広げられて支承ピンに被せ嵌められ、この場合、選ばれた材料及び寸法によって規定されたプレストレスがピン部分上でのシールリングの静的な堅い座着を保証する。さらに、シールリングを特別な作業工程でピン部分上に加硫成形して、ピン部分とシールリングとの間の堅い結合部を形成することも考えられる。
【００１０】
リングスリーブを特殊鋼スリーブとして若しくはプラスチックスリーブとして形成すると有利である。耐腐食性及びトライボロジー特性を改善するために、リングスリーブの、シールリングに向いた表面が腐食防止被覆及び／又は滑り被覆を有していてよい。
【００１１】
シール座が実質的に、ピン部分に静的に接触するシールリングとリングスリーブとから成っており、リングスリーブが同様にシールベローに対して静的に定着するように形成されて、即ちシールベローに堅く結合されている。さらにリングスリーブとシールベローとが、ピン部分とシールリングとの間の堅い結合と同様に、互いに隣り合う構成部分間の分離継ぎ目の品質特性を改善するために、互いに一体的に形成されていてよい。
【００１２】
さらに、特に大きなシールリング断面の場合に、ここでは特に方形断面の場合に、非弾性的な材料、例えば金属から成る付加的な補強部材を設けると有利である。
【００１３】
次に本発明の技術思想の種々の実施例を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
図１に示す本発明に基づく玉継ぎ手においては、ヒンジピン１がピン部分２及び該ピン部分に一体成形された球面体３から成っていて、限定的に弾性的な材料から成るヒンジソケット４を介して玉継ぎ手のヒンジケーシング５内に支承されている。ヒンジピン１のピン部分２が、円錐状に形成された区分６を有しており、該区分が車両部分７内でのヒンジピン１の固定のために用いられている。
【００１５】
ヒンジケーシング５とヒンジピン１との間の密閉のために、弾性的なシールベロー８を用いてあり、シールベローの一方の端部がばねリング９を用いてヒンジケーシング５の周囲に形成された環状の溝内に不動に取り付けられている。シールベロー８の他方の端部がシール座１０を備えており、シール座がシールベロー８をピン部分２に密に接続するために役立っている。シール座が従来の構成に比べて、複数構造で形成されていて、ピン部分２に隣接して、該ピン部分にプレストレス下で接触する弾性的なシールリング１１を有している。シールリング１１が玉継ぎ手の組み立てに際して拡開されて、ピン部分２の自由な端部から段部１２まで押し嵌められ、そこで組み立て過程の終了によってシールリング自体の弾性特性に基づき堅く座着する。シールリング１１の外周とシールベロー８との間にリングスリーブ１３が配置されている。シールベロー８とリングスリーブ１３とが、図１及び図２ａに示す実施例ではばねリング１４を用いて互いに堅く結合されている。ヒンジソケット４内でのヒンジピン１の球面体３の回転若しくは旋回又は変位に基づきシール座１０内に生じる相対運動が、シールリング１１とリングスリーブ１３の隣接の内面との間の継ぎ目内で行われる。
【００１６】
互いに密閉された構成部分間の相対運動は厳しい使用条件下では腐食に起因してシール作用を急速に低下させるので、クリティカルな分離継ぎ目、即ち相対運動の生じる重要な分離継ぎ目を移すことによってかつ互いに隣り合ってシール機能に関与する構成部分の材料特性を使用領域に最適に適合させることによって、ピン部分２とシールベロー８との間のシール座のシール機能を長期間にわたって保証することができる。さらにシールリング１１及びリングスリーブ１３の材料選択によって、互いに相対的に運動する該構成部分間の滑り特性が最適にされる。
【００１７】
シールリング１１のための材料として、例えばショアかたさの大きなカウチューク材料若しくはNBR、HNBR或いはEPDMのようなゴム材料が使用され、さらにプラスチック材料、例えばPUR若しくは変性されたPTFEからなるシールリングも考えられる。前記材料は滑り特性の改善のための添加物を含んでいてよい。さらにシールリングの表面に適切な被覆を施すこともできる。
【００１８】
図２ａは、図１の符合Ｘの箇所の拡大図である。該図面から明らかなように、リングスリーブ１３の断面が、ピン部分表面に平行に延びる第１の部分領域１５及び該部分領域に対して折り曲げられた第２の部分領域１６を有している。両方の部分領域間の角度が図示の例ではほぼ９０°である。
【００１９】
図２ｂ、図２ｃ及び図２ｄに、ピン部分２とシールベロー８との間のシール座１０の別の実施例が示してあり、該実施例の構成部分の断面構造が図１及び図２ａの実施例の断面構造と異なっている。すべての実施例に共通している点として、シール座１０がピン部分２に静的に接触するシールリング１１及び、同じくシールベロー８に静的に固着するように形成されたリングスリーブ１３から成っている。
【００２０】
図２ｂに示してあるように、シールリング１１が実質的に方形の形状を有しており、外周から突出するシールリップ１７がリングスリーブ１３の内面に当接しており、両方の構成部分間の分離継ぎ目が必要なシール作用を生ぜしめている。図２ａに示すばねリング１４は該実施例では省略してあり、それというのはリングスリーブ１３と該リングスリーブを取り囲むシールベロー８とが加硫プロセスによって互いに一体的に結合されているからである。
【００２１】
図２ｃの実施例でも、シールリング１１は同じく実質的に方形に形成されている。断面図から明らかであるように、シールリング１１内に環状の補強エレメント１８を配置してあり、補強エレメントは例えば環状の金属リングから成っていてよい。リングスリーブ１３が該実施例ではほぼＳ字形の断面を有している。図面から明らかなように、シールベロー８内にも補強エレメント１９が組み込まれている。
【００２２】
図２ｄの実施例は図２ｂの実施例にほぼ相当するものである。図面から明らかなように、図２ｃの実施例に類似してシールリング１１内に環状の補強エレメント１８を配置してある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づく玉継ぎ手をベロー領域で部分破断して示す図。
【図２ａ】 図１の符合Ｘの箇所の拡大図。
【図２ｂ】 図１の符合Ｘの箇所の別の実施例の拡大図。
【図２ｃ】 図１の符合Ｘの箇所のさらに別の実施例の拡大図。
【図２ｄ】 図１の符合Ｘの箇所のさらに別の実施例の拡大図。
【符号の説明】
１ ヒンジピン
２ ピン部分
３ 球面体
４ ヒンジソケット
５ ヒンジケーシング
６ 円錐形の区分
７ 車両部分
８ シールベロー
９ ばねリング
１０ シール座
１１ シールリング
１２ 段部
１３ リングスリーブ
１４ ばねリング
１７ シールリップ
１８，１９ 補強エレメント

Claims (12)

1. 自動車の車台懸架装置若しくは操舵機構のための玉継ぎ手であって、ヒンジケーシング（５）並びに、球面体（３）及びピン部分（２）から成る支承ピン（１）を備えており、支承ピンが、球面体（３）で以てヒンジケーシング（５）内に回動及び旋回可能に支承されかつ、ピン部分（２）で以て車両側の受容部（７）に取り付けられており、さらに弾性的なシールベロー（８）を備えており、シールベローがヒンジケーシング（５）に静的に取り付けられ、かつ少なくとも１つのシール座（１０）を介してピン部分（２）に取り付けられている形式のものにおいて、
   シールベロー（８）とピン部分（２）との間のシール座（１０）が、直接にピン部分（２）にプレストレス下で接触した若しくはピン部分（２）上に加硫成形された弾性的なシールリング（１１）及び、ピン部分の表面から離されてシールベロー（８）とシールリング（１１）との間に配置されたリングスリーブ（１３）を有しており、該リングスリーブ（１３）がシールベロー（８）に静的に取り付けられており、シール座（１０）内に生じる相対運動は、シールリング（１１）とリングスリーブ（１３）の隣接の内面との間の継ぎ目内で可能にしてあり、シールリング（１１）が、予め組み込まれた状態で円形断面を有していることを特徴とする玉継ぎ手。
2. 自動車の車台懸架装置若しくは操舵機構のための玉継ぎ手であって、ヒンジケーシング（５）並びに、球面体（３）及びピン部分（２）から成る支承ピン（１）を備えており、支承ピンが、球面体（３）で以てヒンジケーシング（５）内に回動及び旋回可能に支承されかつ、ピン部分（２）で以て車両側の受容部（７）に取り付けられており、さらに弾性的なシールベロー（８）を備えており、シールベローがヒンジケーシング（５）に静的に取り付けられ、かつ少なくとも１つのシール座（１０）を介してピン部分（２）に取り付けられている形式のものにおいて、
   シールベロー（８）とピン部分（２）との間のシール座（１０）が、直接にピン部分（２）にプレストレス下で接触した若しくはピン部分（２）上に加硫成形された弾性的なシールリング（１１）及び、ピン部分の表面から離されてシールベロー（８）とシールリング（１１）との間に配置されたリングスリーブ（１３）を有しており、該リングスリーブ（１３）がシールベロー（８）に静的に取り付けられており、シール座（１０）内に生じる相対運動は、シールリング（１１）とリングスリーブ（１３）の隣接の内面との間の継ぎ目内で可能にしてあり、シールリング（１１）が楕円形の断面を有していることを特徴とする玉継ぎ手。
3. シールリングがカウチューク材料から成っている請求項１又は２記載の玉継ぎ手。
4. シールリングがPUR若しくはPTFEから成っている請求項１又は２記載の玉継ぎ手。
5. シールリング（１１）の断面内に、非弾性の材料、有利には金属から成る補強エレメント（１８）が配置されている請求項１から４のいずれか１項記載の玉継ぎ手。
6. リングスリーブ（１３）の断面が、ピン部分（２）の表面に平行に延びる第１の部分領域（１５）及び該部分領域に対して折り曲げられた第２の部分領域（１６）を有している請求項１から５のいずれか１項記載の玉継ぎ手。
7. リングスリーブ（１３）が特殊鋼から成っている請求項１から６のいずれか１項記載の玉継ぎ手。
8. リングスリーブ（１３）がプラスチックから成っている請求項１から６のいずれか１項記載の玉継ぎ手。
9. リングスリーブ（１３）が少なくとも、シールリング（１１）に向けられた表面に耐食被覆を有している請求項１から８のいずれか１項記載の玉継ぎ手。
10. リングスリーブ（１３）が少なくとも、シールリング（１１）に向けられた表面に滑り被覆を有している請求項１から９のいずれか１項記載の玉継ぎ手。
11. リングスリーブ（１３）がシールベロー（８）と一体的に形成されている請求項１から１０のいずれか１項記載の玉継ぎ手。
12. シールベロー（８）とシールリング（１１）との間に配置されたリングスリーブ（１３）が、シールベロー（８）にばねリング（１４）を用いて相対回動不能に結合されている請求項１から１０のいずれか１項記載の玉継ぎ手。

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