JP2019537689A - 特に車両用のスリーブジョイント - Google Patents

Abstract

アウタスリーブ（３）を有し、このアウタスリーブが、内側のボールジョイント本体（５）用のプラスチック材料から成るボールシェル（９）を収容し、軸方向に固定する、特に車両用のスリーブジョイント（１）であって、ボールシェルが、半径方向にアウタスリーブの内壁（１１）にまで延在し、これにより、ボールシェルが、直接的にアウタスリーブに支持されること、を特徴とするスリーブジョイント。

Description

本発明は、請求項１の上位概念によるスリーブジョイントに関する。

独国特許出願公開第１０ ２０１２ ２０７ ５２７号明細書から、内側のボールスリーブとアウタスリーブを備えるスリーブジョイントが公知である。両スリーブ要素の間に、ボールスリーブ用のボールシェルが配置されている。インナスリーブは、アウタスリーブを介してボールシェルを支持する。アウタスリーブ内に存在する部品の軸方向の固定をするために、ロックリングが使用され、これらロックリングは、アウタスリーブのそれぞれ１つの端面側のロール加工部を介してインナスリーブに締め付けられている。

言及された全ての部品は、ロール加工によって完了される製造プロセスの個々の部品として供給される。ロックリングの軸方向プリロードを介して、ボールスリーブとボールシェルの間の摩擦トルクが調整できる。

このようなスリーブジョイントの利点は、誤差、例えば異なる摩擦を備える部品が、アウタスリーブの切開によって解体可能である点にある。しかしながら、部品数とそれと関係する組立コストが欠点である。

独国特許出願公開第１０ ２０１２ ２０７ ５２７号明細書

本発明の課題は、製造プロセスの最適化に関してスリーブジョイントを発展させることにある。

課題は、ボールシェルが、半径方向にアウタスリーブの内壁にまで延在し、これにより、ボールシェルが、直接的にアウタスリーブに支持されること、によって解決される。

本発明の大いなる利点は、必用な部品の数が従来技術に比して劇的に低減されることにある。

別の有利な形成によれば、アウタスリーブが、半径方向内側に向いた周縁を備え、この周縁が、ボールシェルと共に噛合い係合式結合部を構成する。噛合い係合式結合部は、アウタスリーブからのボールシェルの横方向への移動を防止する。

別の従属請求項によれば、ボールシェルが、軸方向にアウタスリーブを超えて延在し、シールベローズ用の収容溝を備える。これにより、これまでシールベローズを固定するために必要であったもう１つの別の部品が省略される。

包括的な防食を顧慮して、曲げられた周縁の少なくとも１つの内周面が、ボールシェルによって覆われている。特に端面には、塗料又は例えば亜鉛メッキによる表面コーティング時に、もはや環境の影響にさらされていない不良箇所が生じる。

スリーブジョイントの軸方向の負荷能力を向上させるため、アウタスリーブの内壁と曲げられた周縁の成す角度が、９０°以下である。この角度の寸法設定により、曲げられた周縁は、ボールシェルがアウタスリーブ内の所定の取付け位置を離れる前に、半径方向の負荷時にまず９０°の寸法を超えて押し開かれなければならない。

製造装置の単純な形成を顧慮して、内側のボールジョイント本体が、シールベローズ用の収容溝を備え、溝プロフィルの最大直径が、ボールシェルの最小直径よりも小さい。これにより、装置スライダは、ボールシェルの方向に収容溝の横を案内することができる。

ボールシェルとアウタスリーブの間の回転式の相対運動を阻止するために、オプションで、アウタスリーブは、ボールシェルの方向の噛合い係合プロフィルを備えること、ができる。

好ましくは、噛合い係合プロフィルが、少なくともセグメント状の少なくとも１つのビードによって構成される。ビードは、当然、円型にすること及びアウタスリーブの周囲全体にわたって延在することもできる。

できるだけ柔軟な製造を顧慮して、曲げられた周縁の領域のアウタスリーブの内径が、少なくともボールジョイント本体の最大直径と同じ大きさである。従って、更なる組立を継続するために、ボールジョイント本体は、仕上げ加工されたアウタスリーブ内へ押し込むことができる。

ボールシェルは、好ましくは繊維強化されたプラスチックから成る。繊維成分は、ボールシェルの強度を高める。最初の試験で、約３０％の繊維成分で、強度と滑り特性の間に良好な妥協が達成され得ることがわかった。選択的にボールシェルは、ビーズ強化されたプラスチックから成ること、ができる。

基本的に、遷移がガラス状の材料から成ること、が可能である。しかしながら最適化された摩擦特性のために、炭素材料から成る繊維が、良好な結果を提供した。

オプションで、アウタスリーブが、液状のプラスチックを供給するための接続開口を備える。接続開口は、視覚上の欠点ではない。何故なら、アウタスリーブは、大抵の適用例でサポート部品に圧入され、これにより接続開口が覆われるからである。

ボールジョイントの製造を単純化するための別の措置は、ボールジョイント本体がアウタスリーブ内に導入され、射出成形金型内に限定的に保持され、ボールシェルが、ボールジョイント本体とアウタスリーブの間の自由空間を埋める射出可能なプラスチック融液を供給することによって形成されること、にある。

従って、ボールシェルは、高剛性の部品として製造されるのではなく、既にアウタスリーブ及びボールジョイント本体が固定されている装置内で初めて射出技術で形成される。

方法の第１の実施形態の場合、プラスチック融液が、接続開口を介して自由空間内へ射出される。このバリエーションは、射出成形装置に対して僅かな要求しか課さない。

選択的に、プラスチック融液が、アウタスリーブとボールジョイント本体の間の環状ギャップを介して射出される可能性がある。これにより、アウタスリーブが単純化される。理論的には、ボールシェルの端面全体を射出開口横断面として使用することができるので、非常に短い作業時間でプラスチック量を装置に導入することができる。

ボールジョイント内の摩擦トルクの低減を顧慮して、射出過程後のボールジョイントが、再加熱作業ステップを受ける場合が、非常に有効であることがわかった。

好ましくは、アウタスリーブの曲げられた周縁が、プラスチック融液の射出過程前に形成される。これにより、アウタスリーブは、完全に仕上げ加工され、別の製造プロセスに供給することができる。

以下の図の説明により、本発明を詳細に説明する。

射出成形装置内のスリーブジョイント 単体としてのアウタスリーブ 単体としてのアウタスリーブ 中間組立状態のスリーブジョイント 図１によるスリーブジョイントの図 スリーブジョイントのアウタスリーブの更なる発展形 スリーブジョイントのアウタスリーブの更なる発展形 周方向溝を有するアウタスリーブ ２つの周方向溝を有するアウタスリーブ

図１は、金属のアウタスリーブ３と内側のボールジョイント本体５を有するスリーブジョイント１を示す。ボールジョイント本体５は、両側でアウタスリーブ３を貫通するので、ボールプロフィルは、横断面内ではボール部分７だけに限定されている。この例では、ボールジョイント本体５は、スリーブとして形成されているが、中実の部品も同様に使用することができる。ボールジョイント本体５とアウタスリーブ３の間に、プラスチック材料から成るボールシェルが配置されている。ボールシェル９は、一方で直接的にボールジョイント本体５に、他方で直接的にアウタスリーブ３の内壁１１に接しているので、ボールシェル９は、直接的にアウタスリーブ３にも支持される。

プラスチック材料は、好ましくはガラス繊維又は炭素繊維で繊維強化されている。選択的にプラスチック材料は、ガラスビーズによって強化することができる。

アウタスリーブ−図２及び３では単体部品として図示されている−は、それぞれ終端側に半径方向内側に曲げられた周縁１３；１５を有する。アウタスリーブ３の内壁１１及び曲げられた周縁１３；１５の成す角度αは、好ましくは９０°以下とすべきである。（図３参照）。更に、特に図３から、周面１７の領域に液状のプラスチックを供給するための接続開口１９が認められる。アウタスリーブは、別個の部品として予め製造され、別の製造プロセスに供給される。

図１及び４の概要から認められるように、曲げられた周縁１３；１５の領域内のアウタスリーブ３の内径は、少なくともボールジョイント本体５、特にボール部分７の最大直径と同じ大きさである。これにより、アウタスリーブ３の周縁１３；１５が既に完成している場合でも、ボールジョイント本体５がアウタスリーブ３内へ導入可能であることが可能である。図４は、ボールジョイント本体５がアウタスリーブ３内に挿入されているが、ボールシェル９は未だ形成されていない中間組立状態を示す。

図４による中間組立状態で、未完成のアッセンブリが射出成形金型２１内へ限定的に挿入される。この場合、射出成形プロセスによって形成すべきボールシェル９用の自由空間２３が存在し、射出可能なプラスチック融液が、射出成形金型２１の形状に応じてこの自由空間を埋める。プラスチック融液は、アウタスリーブ３内の接続開口１９を介して又はアウタスリーブ３とボールジョイント本体５の間の環状ギャップ２５を介して射出することができる。例えば再加圧及び／又はプラスチック融液の射出圧力のような種々のプロセスパラメータを介して、ボールシェル９の固有弾性を決定することができる。

図１及び５による慣性状態で、半径方向内側に向いた周縁１３；１５が、ボールシェル９とのそれぞれ１つの噛合い係合結合部２７；２９を構成する。この場合、曲げられた周縁１３；１５の内周面も、上面３１も、ボールシェルのプラスチック融液によって覆われ、これにより特に腐食の恐れのある領域を保護することができる。（図２及び３参照）。

特に図５は、図示してないシールベローズ用のボールジョイント本体５内の収容溝３３を開示するが、このシールベローズは、ボールシェル９とボールジョイント本体５のシダの接触領域に汚れが侵入できないように、ボールジョイント本体５の自由な領域を覆うべきである。射出成型金型２１内のスライダ３５（図１参照）の図示により、ボールシェル９が軸方向にアウタスリーブ３を越えて延在し、シールベローズ用の収容溝３７を備えることが認められる。収容溝３３の最大直径は、前記接触面外のボールシェル９の最小直径よりも小さく形成されている。よって、大きい形状も形成するために、比較的単純な金型構造を企図することができる。

プラスチック融液の射出過程の完了後、更に再加熱作業ステップを実施することができる。部品の位置関係に応じて、スリーブジョイント１は、数分間又は比較的長い時間にわたって４０℃〜８０℃の間で焼き戻される。これにより、部品全体を固化することができ、これにより、スリーブジョイント１の摩擦特性を著しく改善することができる。

図６及び７により、少なくともセグメント状の少なくとも１つのビードの形態の噛合い係合プロフィル３９を示すアウタスリーブ３の発展形が提示される。アウタスリーブ３の基本形状は、図１〜５による形態と同一である。ビード３９は、アウタスリーブ３とボールシェル９の間の回転式の相対運動が決して生じないことを保証すべきである。これにより更に、スリーブジョイント１によって、高い軸方向力を受けることができる。円型のビードを設けること、しかしながらまた弧状のビードを設けることができる。図示は、単に模範的であると理解すべきである。

ボールジョイント１が射出成型金型２１から取り出された後、既に説明したように、更に再加熱作業ステップを実施することができる。しかしながら、スリーブジョイントは、既に基本機能を満足することができ、そのために何ら後加工を必要としない。最後に、更にシールベローズがボールシェル９及びボールジョイント本体５の収容溝３３；３７に装着される。

図８及び９は、アウタスリーブ３の別の可能なバリエーションを、それぞれ断面図と横からの平面図で示す。図８に示したバリエーションの場合、アウタスリーブ３は、中心領域（“赤道領域”）の周方向溝４１を備えている。この周方向溝４１は、アウタスリーブ３を２つの同じ大きさの領域に分割する。

図９に示したバリエーションの場合、アウタスリーブ３は、２つの周方向溝４３，４５を備えている。これら周方向溝４３，４５は、互いに離間しており、それぞれアウタスリーブ３の中心領域（“赤道領域”）から均等に離されている（赤道領域に対して対称）。この場合、横からの平面図に寸法の記入によって表示したように、溝４３，４５の間に位置する赤道領域は、アウタスリーブ３の赤道領域外に位置する周縁領域のそれぞれの外径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ２を備える。

図８及び９に示した両バリエーションは、アウタスリーブ３が中心領域のデザインに基づいて特に取付け状態でのスリーブジョイントのトルクを軽減するために寄与するとの利点を提供する。この軽減は、中心領域がジョイントの圧縮された状態でそれほど強くは変形されないことから生じる。

１ スリーブジョイント
３ アウタスリーブ
５ ボールジョイント本体
７ ボール部分
９ ボールシェル
１１ 内壁
１３ 周縁
１５ 周縁
１７ 周面
１９ 接続開口
２１ 射出成形金型
２３ 自由空間
２５ 環状ギャップ
２７ 噛合い係合結合部
２９ 噛合い係合結合部
３１ 内周面
３３ 収容溝
３５ スライダ
３７ 収容溝
３９ 噛合い係合プロフィル
４１ 溝
４３ 溝
４５ 溝

Claims (17)

1. アウタスリーブ（３）を有し、このアウタスリーブが、内側のボールジョイント本体（５）用のプラスチック材料から成るボールシェル（９）を収容し、軸方向に固定する、スリーブジョイント（１）において、
   ボールシェル（９）が、半径方向にアウタスリーブ（３）の内壁（１１）にまで延在し、これにより、ボールシェル（９）が、直接的にアウタスリーブ（３）に支持されること、を特徴とするスリーブジョイント。
2. アウタスリーブ（３）が、半径方向内側に向いた周縁（１３；１５）を備え、この周縁が、ボールシェル（９）と共に噛合い係合式結合部（２７；２９）を構成すること、を特徴とする請求項１に記載のスリーブジョイント。
3. ボールシェル（９）が、軸方向にアウタスリーブ（３）を超えて延在し、シールベローズ用の収容溝（３７）を備えること、を特徴とする請求項１に記載のスリーブジョイント。
4. 曲げられた周縁（１３；１５）の少なくとも１つの内周面（３１）が、ボールシェル（９）によって覆われていること、を特徴とする請求項２に記載のスリーブジョイント。
5. アウタスリーブ（３）の内壁（１１）と曲げられた周縁（１３；１５）の成す角度（α）が、９０°以下であること、を特徴とする請求項２に記載のスリーブジョイント。
6. 内側のボールジョイント本体（５）が、シールベローズ用の収容溝（３３）を備え、溝プロフィルの最大直径が、ボールシェル（９）の最小直径よりも小さいこと、を特徴とする請求項１に記載のスリーブジョイント。
7. アウタスリーブ（３）が、ボールシェル（９）の方向の噛合い係合プロフィル（３９）を備えること、を特徴とする請求項１に記載のスリーブジョイント。
8. 噛合い係合プロフィル（３９）が、少なくともセグメント状の少なくとも１つのビードによって構成されること、を特徴とする請求項１に記載のスリーブジョイント。
9. 曲げられた周縁（１３；１５）の領域のアウタスリーブ（３）の内径が、少なくともボールジョイント本体（５）の最大直径と同じ大きさであること、を特徴とする請求項２に記載のスリーブジョイント。
10. ボールシェル（９）が、繊維強化された又はビーズ強化されたプラスチックから成ること、を特徴とする請求項１に記載のスリーブジョイント。
11. 繊維が、炭素材料から成ること、を特徴とする請求項１０に記載のスリーブジョイント。
12. アウタスリーブ（３）が、液状のプラスチックを供給するための接続開口（１９）を備えること、を特徴とする請求項１に記載のスリーブジョイント。
13. 請求項１に記載のスリーブジョイントを製造するための方法において、
    ボールジョイント本体（５）がアウタスリーブ（３）内に導入され、射出成形金型（２１）内に限定的に保持され、ボールシェル（９）が、ボールジョイント本体（５）とアウタスリーブ（３）の間の自由空間（２３）を埋める射出可能なプラスチック融液を供給することによって形成されること、を特徴とする方法。
14. プラスチック融液が、接続開口（１９）を介して自由空間（２３）内へ射出されること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
15. プラスチック融液が、アウタスリーブ（３）とボールジョイント本体（５）の間の環状ギャップ（２５）を介して射出されること、を特徴とする請求項１３に記載の方法。
16. 射出過程後のスリーブジョイント（１）が、再加熱作業ステップを受けること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
17. アウタスリーブ（３）の曲げられた周縁（１３；１５）が、プラスチック融液の射出過程前に形成されること、を特徴とする請求項１３に記載の方法。

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