JP6298829B2 - 自動車用のジョイント装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つのジョイントピンとこのジョイントピンを完全に又は部分的に包囲する少なくとも１つのハウジングとを有し、ジョイントピンとハウジングが、互いに相対的に少なくとも旋回運動可能であり、ジョイント装置に、ハウジング用の別個の損失防止装置が付設されている、請求項１の上位概念に記載のジョイント装置に関する。

例えばボールジョイントとして形成されたこの形式のジョイント装置の場合、例えば摩耗又は潤滑剤の洗浄による部品の互いの可動性の阻害を防止するために、汚れ及び水に対して有効なシールを設けることが、しばしば必要である。しかしながら、このようなシールが損傷を受けている場合、水分がジョイント内へ到達することができるので、ピンに配置されたボールスリーブ及び／又はこのボールスリーブを可動に収容する外側のボールシェルが損傷を受ける。そして、ジョイントに遊びが生じ、時間の経過に従ってボールスリーブは、ボールシェル及びハウジングを突き抜くことがあるので、ハウジングがジョイントピンから持ち上げられ、これにより、ジョイント装置のガイド及び保持作用が失われるとの危険がある。これは、重大な危険である。

対策を講じるため、ジョイントピンに、グロスバーでもって上に向かってピンから突出し、その上でハウジングの相手部材に係合するＴ字型のアンカーを固定することが知られている。しかしながら、このようなアンカーは、軸方向に見て非対称であるので、一方では、所定の方向のピンに対するハウジングの旋回が明らかに妨害され、他方では、組立てが困難になっている。加えて、カバー又はハウジングに、突出するクロスバーの背後に係合する相手面が提供されなければならない。このような面の提供は、構造的に費用がかかり、アンダーカット部又は付加的な部品の使用を実用とする。

独国特許出願公開第２１ ５０ ３５４号明細書

本発明の根底にある課題は、ここで改善を達成することにある。

本発明は、この課題を、請求項１の特徴を有する自動車によって解決する。本発明の有利な形成及び発展形は、別の請求項２〜１４に記載されている。

請求項１に記載の発明によれば、損失防止装置が、ハウジングの領域から始まり、ピンの少なくとも実質的に軸方向の通路に係合することによって、損失防止装置が、軸方向を中心とした回転対称から外れることが、もはや必要ない。これにより、組立てが容易化されている。ジョイントの旋回性は、非常に有利に各方向で完全に維持されている。

損失防止装置が、ジョイントの少なくとも１つの旋回位置においてピンの軸方向の延長部内に位置している、ハウジングの領域から始まる場合、損失防止装置は、例えば、ハウジングに付設されかつピンを中心に把持するカバー部品から始まる。損失防止装置は、形成に応じて、このカバー部品又はハウジングの他の部品と一体的に形成するか、これに固定することができる。特にこの旋回位置で、損失防止装置の配置は、軸方向の平面図で回転対称であるので、この旋回位置から、ジョイント装置を全ての側へ同じ角度で操作することが可能である。

損失防止装置が始まるハウジングの領域が、剛性を有するハウジング領域内に保持されたカバー部品である限り、組立ては、非常に簡単であり得る。例えば、カバー部品の組立て時に同時に損失防止装置も、ピンに係合することができる。

本発明の１つのバージョンでは、損失防止装置が、弾性変形可能なシャフト領域を有する。これにより、例えばカバー組立て時に、シャフト領域は、ピンの自由に使用可能な係合通路を経て落下すること、及び、この係合通路内に又はカバー部品とは軸方向反対側で固定することができる。この場合、通路は、有利には、シャフト領域の直径又は横方向の広がりに対して十分な過剰寸法を備えるので、ジョイントの角度付け時でも、このシャフト領域は、フランジに対して接触しない。これにより、ピン又は損失防止装置の機械的損傷が排除されている。

非常に安価かつ構造的に簡単に、弾性変形可能なシャフト領域は、鋼索によって構成することができる。弾性的なプラスチック棒又はプラスチック索も、可能であり得る。

損失防止装置が、ピンを軸方向に完全に貫通する場合、損失防止装置は、ピン自身の軸方向向こう側の終端にも、ピンを部品に、例えばディファレンシャルケースに保持するフランジプレートにも、固定することができる。それぞれの図で、ピンをフランジプレートと共に一体的に形成できることが認められる。

本発明の別のバージョンでは、損失防止装置が、損失防止装置を保持するハウジング領域によって、剛性を有するシャフト領域を包囲し、ピンの軸方向の広がり内に支持される。この場合、例えば、剛性を有するシャフト領域が、拡大されたヘッド領域に接続し、このヘッド領域が、ピンの軸方向の通路内に存在し、その中心が、ジョイントの回転点に存在する。ジョイントの操作は、ここでも限定されていない。損失防止装置を有効にすることになるようなジョイントの損傷時に、ヘッド領域は、例えばピンの内部のショルダー部に当接し、そこに位置する、ジョイント装置の損傷に関する信号を出力するセンサに損傷を与えることがある。

請求項１〜１２のいずれか１項に記載のジョイント装置を少なくとも１つ有する自動車を、別個に請求する。

特に、このような自動車は、商用車（ＮＫＷ）であり得、このようなジョイント装置は、特に、直接的又は間接的に１つ又は複数のフレーム部分からジョイント装置に至る１つ又は複数のリンクを介してこの自動車のアクスルをガイドするために使用される。このため典型的に、リヤアクスルを支持するための三角形リンク配置を、本発明により形成することができる。

本発明の更なる利点及び特徴は、図面に図示した以下で説明する、本発明の対象の実施例からわかる。

２つのリンクを介してリヤアクスルディファレンシャルに作用するジョイント装置を模範的に有する商用車の概略平面図 本発明の第１の形成を概略的に図示した、２つのリンクと、フランジプレートから突出するピンを把持する１つのセンタハウジングとを有するジョイント装置の斜め上から見た斜視詳細図 図２の切断面ＩＩＩ−ＩＩＩにほぼ相当するジョイント装置の横断面図 鋼索を有する模範的な損失防止装置の詳細図 ジョイント装置が最大に操作された位置にある、ボールヘッドがピンの回転点に固定された本発明の別の形成の図４と同様の図 ボールヘッドが模範的に下部を平坦にされた、ジョイント装置の中立位置にある図５と同様の図 損失防止装置がカバー部品を貫通して外側で固定された図６と同様の図 標準位置にある損失防止装置（左側）と、張力をかけられた損失防止装置（右側）とを示す、図６による形成の詳細図

図１に概略的にのみ図示した自動車１は、ここでは商用車（ＮＫＷ）を形成し、車両フレーム２を備える。このような車両フレーム２は、典型的に横側の２つのサイドメンバ２と複数のクロスメンバ４とを有すること、及び、全体として異なるように形成することができる。車両フレーム２には、ここでは模範的に少なくとも１つのアクスル５、例えばリヤアクスルが保持されている。

例えば建設車両又はオフロード車も、本発明により形成することができる。

図示した自動車１は、少なくとも１つのジョイント装置６を備えているが、以下で更に詳細に説明する形式の複数のジョイント装置も可能である。ここに図示したジョイント装置６は、この自動車１のアクスル５を案内するために使用される。このため、直接的又は間接的に１つ又は複数のフレーム部分３，４からジョイント装置６に至る１つ又は複数（ここでは２つ）のリンク７が、三角形配置で設けられている。４点結合部を有するＸ字型のリンク配置も、ここではしばしば使用される。シャーシと結合している別の部品も、本発明によるジョイント装置６を介して結合することができる。

ジョイント装置６自身は、ここでは、軸方向に延在するジョイントピン８を有し、このジョイントピンは、実質的にボール状の拡大部９を備える。この拡大部は、一体的にジョイントピン８に形成するか、別個の構造ユニットを構成して、これを収容するジョイントシェル１０に対して、ボールジョイントの形式に応じて旋回運動可能及び傾倒運動可能とすることができる。ジョイントシェル１０は、ジョイント装置６の外側のハウジング１１によって不動に把持されているので、ボール状の拡大部９に対するジョイントシェル１０の可動性は、同時に、ハウジング１１とジョイントピン８の間の−ここでは走行方向Ｆに対して横に整向された旋回方向と、走行方向Ｆに位置する傾倒方向の−相対的可動性の基礎を成す。軸１２を中心とする回転も、ハウジング１１とジョイントピン８の間で可能にすることができる。このようなジョイント装置６は、例えばホイールジョイント又はフロントアクスルガイドにおいて設けることもできる。

ジョイントピン８は、ここでは模範的に下に向かってプレートト状のフランジ８ａに拡大し、このフランジは、例えばリヤアクスル５のディファレンシャルケースに取り付けられている。フランジ８ａが、ピン８に対して別個の構造ユニットを構成することも、もしくは、ピン８が、別の部分に対する全く違う結合部並びに違う取付け位置を備えることも、できる。

ハウジング１１は、ジョイントピン８をここでは半径方向に完全に包囲するが、部分的だけの包囲も、選択的に可能である。ハウジング１１とジョイントピン８もしくはフランジ８ａの間のシールが、付加的に設けられているが、ここでは図示されていない。

ジョイント装置６は、更に、ハウジング１１用の別個の損失防止装置１２，１３を有し、この損失防止装置は、ハウジング１１のピン８の外側−ここでは上−に位置する領域１４から始まり、そこからピン８の少なくとも実質的に軸方向の通路１５に係合する。領域１４は、剛性を有するハウジング部分１１ａ又はこれと結合される別個のカバー部品１１ｂの一体的な構成要素とすることができる。このカバー部品１１ｂは、例えばピン８の軸方向外側に位置し、ジョイント装置６の操作されない位置でジョイント軸１６によって中心に侵入され得る。

ジョイントが操作されていない旋回位置、即ちいわゆる中立位置で、損失防止装置１２，１３が始まる領域１４は、ピン８の軸方向の延長部内に位置する。そして、損失防止装置１２，１３は、真直ぐにかつ軸方向に中心を係合通路１５内に延在することができる。この旋回位置で、損失防止装置１２，１３の配置は、軸方向の平面図で完全に回転対称であるので、この旋回位置から、全ての側へのジョイント装置の旋回操作が、同じ角度で可能であり、等方性から外れることが生じない。従って、ジョイント装置６の可動性は、損失防止装置１２，１３によってどのようにも限定されていない。

図２〜４による第１の実施例では、損失防止装置１２は、弾性変形可能なシャフト領域１７を有する。ここでは、弾性変形可能なシャフト領域１７が、鋼索によって構成されている。選択的に、例えば弾性変形可能なプラスチック棒、金属ストリップ、チェーン又は繊維材料も考えられる。

ここで示した鋼索は、例えばカバーターミナル１８に圧入され、このカバーターミナルは、例えば図３でのようにスリーブ状の胴体としてカバー部品１１ｂと一体的に形成することができる。選択的に、カバーターミナル１８は、例えば、外ネジを備え、カバー部品１１ｂのネジ付スリーブにねじ込むこと、又は、カバー部品を貫通し、カバー部品１１ｂの外側で固定すること、もできる。

損失防止装置１２の軸方向反対側の終端でも、複数のバージョンが可能である。ここでは、損失防止装置１２がピン８を軸方向に完全に貫通する。この場合、損失防止装置は、ハウジング１１の固定領域とは軸方向反対側の、ピン８の終端１９に支持されている。図３によれば、そこには、索をクランプするように包囲するネジターミナル２０が存在し、このネジターミナルに、例えば、バネ座金２１を介して軸方向に予荷重を与えられたナット２２が支持されている。ネジターミナル２０への索１７の圧入長さは、例えば２０ミリメートルよりもいくらか多く、索直径は、例えば６〜８ミリメートルである。バネ座金２１は、索等１７を張力下に保持するが、十分に運動を許容する。ボールスリーブ９ａがハウジング１１を突き抜くと、ハウジングは、損失防止装置１２を介して更にフランジ８ａに固持される。

このため、バネ座金２１は、ピン８の軸方向終端に支持されている。ここで、ピン８は、一体的にプレート状のフランジ８ａに拡大され、このフランジは、ピン８を、別の車両部分、例えばアクスルのディファレンシャルケース２３と結合するので、損失防止装置１２は、このフランジ８ａに固定されている。フランジは、ピン８とは別個に形成することもできる。選択的に、損失防止装置１２をピン８自身に固定することも可能である。

付加的に、例えばカバー部品１１ｂの変形を示す摩耗インジケータを設けることも可能であり、又は、損失防止装置１２の索に引張り荷重が生じた時に破壊され、塗料を外から損失防止装置１２に塗る要素を設けることもできる。同様に、索１７に、限界以上の引張り負荷が生じたときに信号をキャブ２７に発するセンサを設けることも可能である。

図５〜７による本発明の別の実施形態では、損失防止装置１３が、剛性を有するシャフト領域２４を有し、ピン８の軸方向の広がり内に支持される。このため、例えばスチール又はプラスチックから成る剛性を有するネック領域が、拡大されたヘッド領域２５に接続し、このヘッド領域が、ピン８の軸方向の通路１５内に存在する。この場合、その中心２６は、ジョイント装置６の正規の状態で、ジョイント６の回転点と一致する。この場合、ヘッド領域２５が全体的に球形を有する−又は、図６及び７でのように、そのシャフト領域２４の側にだけ球形を有する−ことが可能である。損失防止装置が負荷を受けていない、ジョイント装置６の摩耗してない正規の状態で、ヘッド領域２５は、係合通路１５の狭くなったボトルネック部２９に対して軸方向の間隔２８を保ち（図７の左側）、これに対して、損失防止装置１３のところでジョイント６に遊びが生じた時には、損失防止装置が、ボトルネック部２９に当接することができる（図７の右側）まで引き出され得る。このような当接は、例えば圧力センサ又は電気回路の閉鎖を介して、摩耗を検出するためにも利用することができる。

図６ａに認められるように、損失防止装置１３は、ここでも外側からカバー部品１１ｂに固定すること、又は、図６でのように内側からカバー部品１１ｂにねじ込むこと又は他のやり方でこれに位置固定することができる。

このバージョンでも、各方向へのジョイント装置６の旋回性が、完全に維持されている。このため、環状の円錐形の切欠き３０が設けられ、この切欠きは、損失防止装置１３のシャフト領域２４のための自遊空間を使用可能にすることによってジョイント６の大きい操作を行なうためにも使用可能である。

従って、両バージョンで、各方向に５０°より大きい旋回角度が維持されている。

このようなジョイント装置６が、車両１の異なる箇所で、特にステアリングシステム及び例えばアキシャルジョイントのようなシャーシジョイント内でも、使用可能であることがわかる。

１ 自動車
２ 車両フレーム
３ サイドメンバ
４ クロスメンバ
５ 車両アクスル
６ ジョイント装置
７ リンク
８ ジョイントピン
８ａ フランジ
９ ボール状の拡大部
１０ ジョイントシェル
１１ ハウジング
１１ａ 剛性を有するハウジング部分
１１ｂ カバー部品
１２ 損失防止装置
１３ 損失防止装置
１４ 損失防止装置の始点領域
１５ ピン内の係合通路
１６ ジョイント軸
１７ 弾性的なシャフト領域
１８ カバーターミナル
１９ ピン終端
２０ ネジターミナル
２１ バネ座金
２２ ナット
２３ ディファレンシャルケース
２４ 剛性を有するシャフト領域
２５ ヘッド領域
２６ ジョイントの中心
２７ キャブ
２８ 軸方向の間隔
２９ ボトルネック部
３０ 切欠き

Claims (14)

1. 軸方向に延在するジョイントピン（８）とこのジョイントピンを完全に又は部分的に半径方向に包囲するハウジング（１１）とを有し、ジョイントピン（８）とハウジング（１１）が、互いに相対的に少なくとも旋回運動可能であり、ジョイント装置（６）に、ハウジング（１１）用の別個の損失防止装置（１２；１３）が付設され、この損失防止装置が、ジョイントピン（８）を中心に把持する、ハウジング（１１）に付設されたカバー部品（１１ｂ）又はハウジング（１１）の他の部分と一体的に形成されているか、このカバー部品（１１ｂ）又はハウジング（１１）の他の部分に固定されている、自動車（１）用のジョイント装置（６）において、
   損失防止装置（１２；１３）が、ジョイント装置（６）の少なくとも１つの旋回位置においてジョイントピン（８）の軸方向の延長部内に位置している、ハウジング（１１）の領域（１４）から始まり、ジョイントピン（８）の少なくとも実質的に軸方向の通路（１５）に係合し、ジョイントピン（８）に対して傾倒可能であること、を特徴とするジョイント装置（６）。
2. 前記旋回位置で、損失防止装置（１２；１３）の配置は、軸方向の平面図で回転対称であること、を特徴とする請求項１に記載のジョイント装置（６）。
3. 前記旋回位置から、全ての側へのジョイント装置（６）の旋回操作が、同じ角度で可能であること、を特徴とする請求項１又は２に記載のジョイント装置（６）。
4. 損失防止装置（１２；１３）が始まるハウジングの領域（１４）が、カバー部品（１１ｂ）であり、このカバー部品が、剛性を有するハウジング領域（１１ａ）内に保持されていること、を特徴とする請求項１に記載のジョイント装置（６）。
5. 損失防止装置（１２）が、弾性変形可能なシャフト領域（１７）を有すること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のジョイント装置（６）。
6. 弾性変形可能なシャフト領域（１７）が、鋼索によって構成されていること、を特徴とする請求項５に記載のジョイント装置（６）。
7. 損失防止装置（１２）が、ジョイントピン（８）を軸方向に完全に貫通すること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のジョイント装置（６）。
8. 損失防止装置（１２）が、ハウジング（１１）のその固定領域（１４）とは軸方向反対側の、ジョイントピン（８）の終端（１９）に支持されていること、を特徴とする請求項７に記載のジョイント装置（６）。
9. 損失防止装置が、ジョイントピン（８）を自動車（１）の車両部分と結合するフランジ（８ａ）に固定されていること、を特徴とする請求項８に記載のジョイント装置（６）。
10. 損失防止装置（１３）が、損失防止装置を保持するハウジング領域（１４）によって、剛性を有するシャフト領域（２４）を包囲し、ジョイントピン（８）の軸方向の広がり内に支持されること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のジョイント装置（６）。
11. 剛性を有するシャフト領域（２４）が、拡大されたヘッド領域（２５）に接続し、このヘッド領域が、ジョイントピン（８）の軸方向の通路（１５）内に存在し、その中心が、ジョイント装置（６）の回転点（２６）に存在すること、を特徴とする請求項１０に記載のジョイント装置（６）。
12. ヘッド領域（２５）と、損失防止装置（１３）を保持するハウジング領域（１４）との間に、通路（１５）の狭くなったボトルネック部（２９）が設けられていること、を特徴とする請求項１１に記載のジョイント装置（６）。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のジョイント装置（６）を少なくとも１つ有する自動車（１）。
14. 自動車が、商用車（ＮＫＷ）であり、ジョイント装置（６）が、直接的又は間接的に１つ又は複数のフレーム部分（３；４）からジョイント装置（６）に至る１つ又は複数のリンク（７）を介してこの自動車（１）のアクスル（５）をガイドするために使用されること、を特徴とする請求項１３に記載の自動車（１）。

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