(57)【要約】  車両に用いられるジョイント装置であって、ジョイントハウジング（８）と、該ジョイントハウジング（８）に対して相対的に運動可能に支承されたジョイントスタッド（９）とを有するジョイント（７）と、該ジョイント（７）に結合された、中空室（６）を有するロッド（４）と、前記ジョイント（７）と前記ロッド（４）との間に配置されているリングエレメント（２１）と、内室（１１）を画定しているシールベローズ（１０）とが設けられており、該シールベローズ（１０）内に前記ジョイント（７）が少なくとも部分的に配置されており、前記ロッド（４）の中空室（６）を前記シールベローズ（１０）の前記内室（１１）に接続するガス透過性の接続部（１３）が設けられている。ガス透過性の接続部（１３）の少なくとも一部が、前記リングエレメント（２１）に形成された少なくとも１つの溝（１５）によって形成されていて、該溝（１５）が、シールベローズ（１０）の内室（１１）に開口している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に用いられるジョイント装置であって、ジョイントハウジング（８）と、該ジョイントハウジング（８）に対して相対的に運動可能に支承されたジョイントスタッド（９）とを有するジョイント（７）と、該ジョイント（７）に結合された、中空室（６）を有するロッド（４）と、前記ジョイント（７）と前記ロッド（４）との間に配置されているリングエレメント（２１）と、内室（１１）を画定しているシールベローズ（１０）とが設けられており、該シールベローズ（１０）内に前記ジョイント（７）が少なくとも部分的に配置されており、さらに前記ロッド（４）の中空室（６）を前記シールベローズ（１０）の内室（１１）に接続するガス透過性の接続部（１３）が設けられている形式のものにおいて、
−前記ガス透過性の接続部（１３）の少なくとも一部が、前記リングエレメント（２１）に形成された少なくとも１つの溝（１５）によって形成されていて、該溝（１５）が、シールベローズ（１０）の内室（１１）に開口していることを特徴とする、車両に用いられるジョイント装置。
【請求項２】
前記溝（１５）が、前記リングエレメント（２１）の、ロッド（４）に面した端面に形成されている、請求項１記載のジョイント装置。
【請求項３】
前記ガス透過性の接続部（１３）が、少なくとも間接的に前記溝（１５）に接続する少なくとも１つの第２の溝（１４）を有していて、該溝（１４）が、少なくとも所定の領域にわたって前記ロッド（４）の内部に延びていて、前記ロッド（４）の中空室（６）に開口している、請求項１または2記載のジョイント装置。
【請求項４】
前記ジョイントハウジング（８）が、前記リングエレメント（２１）を貫いて延びる、ロッド（４）の中空室（６）内に係合するピン（２０）を有していて、該ピン（２０）の外周面に、第２の溝（１４）が形成されている、請求項３記載のジョイント装置。
【請求項５】
前記ピン（２０）が、雄ねじ山を有していて、該雄ねじ山が、前記ロッド（４）に形成された雌ねじ山と互いに螺合し、第２の溝（１４）が、前記雄ねじ山に形成されているか、または前記雄ねじ山の領域に形成されている、請求項４記載のジョイント装置。
【請求項６】
リングエレメント（２１）に形成された溝（１５）が、ロッド（４）の長手方向軸線（１２）に対して横向きに延在していて、第２の溝（１４）が、ロッド（４）の長手方向軸線（１２）に対して平行に延在している、請求項３から５までのいずれか１項記載のジョイント装置。
【請求項７】
ロッド（４）が、ステアリングギアボックス（３）に結合されていて、該ステアリングギアボックス（３）によって運動可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載のジョイント装置。
【請求項８】
シールベローズ（１０）が、一方ではステアリングギアボックス（３）に、またはステアリングギアボックス（３）のハウジング（２）に密に接触していて、他方ではジョイントスタッド（９）、または該ジョイントスタッド（９）に結合された連結部材に密に接触している、請求項７記載のジョイント装置。
【請求項９】
ロッド（４）が、歯付きロッド、つまりラックである、請求項１から８までのいずれか１項記載のジョイント装置。
【請求項１０】
ジョイント（７）が、ボールジョイントであり、ジョイントスタッド（９）が、ボールスタッドであり、該ボールスタッドが、該ボールスタッドのジョイントボール（１８）によって回転可能でかつ旋回可能にジョイントハウジング（８）内に支承されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のジョイント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に用いられるジョイント装置であって、ジョイントハウジングと、該ジョイントハウジングに対して相対的に運動可能に支承されたジョイントスタッドとを有するジョイントと、該ジョイントに結合された、中空室を有するロッドと、前記ジョイントと前記ロッドとの間に配置されているリングエレメントと、内室を画定しているシールベローズとが設けられており、該シールベローズ内に前記ジョイントが少なくとも部分的に配置されており、前記ロッドの中空室を前記シールベローズの前記内室に接続するガス透過性の接続部が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
このような形式のジョイント装置は公知先行技術から公知であり、たとえばラック・アンド・ピニオン式ステアリングのために使用される。この場合、シールベローズは、ジョイント装置の少なくとも一部を環境影響や汚染から保護している。ラックの運動時に、シールベローズの内部には圧力変動が生じ得る。この圧力変動は、ガス透過性の接続部を介して補償され得る。
【０００３】
実開平５−３７６４４号公報に基づいて、中空のロッドとハウジングとの間の結合部が公知である。この場合、ロッドの壁には端面側で溝が設けられている。さらにロッドの内壁には、ねじ山の領域に互いに対峙する２つの溝が形成されている。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許第４３３１２９１号明細書に基づいて、ボールジョイントハウジングを有するジョイント結合部が公知である。このボールジョイントハウジングは、軸方向の接続ピンとワンピースに、つまり一体に結合されている。この接続ピンは、雄ねじ山を有していて、対応する雌ねじ山を有する中空の歯付きロッド、つまり中空のラックにねじ込まれている。このラックは組付け後に、半径方向フランジに接触する。この場合、接続ピンが、ボールジョイントハウジング側で半径方向フランジに移行している。接続ピンには、複数の通気溝が設けられている。これらの通気溝は半径方向フランジに移行している。
【０００５】
この上記の解決手段の不利な点は、通気溝の半径方向領域が、ジョイント成形時に同時に支持面としても働く半径方向フランジの端面に延びていることである。通気溝によって支持面の面積が減じられ、このことはさらに設計における制限に繋がる。
【０００６】
実開平３−８０６６号公報から、ボールジョイントが公知である。このボールジョイントのハウジング底部は、軸方向に段付けされたフランジを有している。このフランジは、軸方向に突出するピンを有していて、このピンは中空のロッド内に係合している。レンチ係合面が設けられたフランジには、複数の半径方向溝が設けられている。これらの半径方向溝は、ピンの外周面に形成されている軸方向溝に移行している。
【０００７】
実開昭６３−１０４１７３号公報に基づき、ジョイントを有するジョイント装置が公知である。このジョイントは、ピンによってねじ結合部を介して中空のロッドに結合されている。このピンには、ねじ山内に延在する軸方向溝が形成されている。この軸方向溝は、ピンの半径方向フランジに形成された半径方向溝に移行している。この場合、レンチ係合面を有する半径方向フランジとロッドとの間にはリングエレメントが配置されている。
【０００８】
上記の解決手段のうち、最後の２つの解決手段において不都合となるのは、溝が、レンチ係合面との組合せによって複雑な輪郭をもたらし、このように複雑な輪郭にはバリまたは高められた工具摩耗が生じる恐れがあることである。さらに、実開昭６３−１０４１７３号公報に基づくシールベローズは、リングエレメントに引っかかり、それによって破損され得る。
【０００９】
上記の公知先行技術から出発して、本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べた形式のジョイント装置を改良して、設計における制限を減じ、レンチ係合面の溝をなくせるようにすることである。
【００１０】
この課題は、本発明によれば請求項１の特徴部に記載の特徴を有するジョイント装置、すなわちガス透過性の接続部の少なくとも一部が、リングエレメントに形成された少なくとも１つの溝によって形成されていて、該溝が、シールベローズの内室に開口していることを特徴とする、車両に用いられるジョイント装置により解決される。本発明の別の有利な改良形は請求項２以下に記載されている。
【００１１】
車両、特に自動車に用いられる本発明によるジョイント装置は、ジョイントハウジングと、該ジョイントハウジングに対して相対的に運動可能に支承されたジョイントスタッドとを有するジョイントと、該ジョイントに結合された、中空室を有するロッド（棒）と、前記ジョイントと前記ロッドとの間に配置されているリングエレメントと、内室を画定しているシールベローズとを有しており、該シールベローズ内に前記ジョイントが少なくとも部分的に配置されている。本発明によるジョイント装置はさらに、前記ロッドの中空室を前記シールベローズの内室に接続するガス透過性の接続部を有している。この場合、ガス透過性の接続部の少なくとも一部が、リングエレメント内もしくは表面に形成されている少なくとも１つの溝によって形成されていて、該溝が、シールベローズの内室に開口している。
【００１２】
本発明によって、ガス透過性の接続部は、リングエレメントに形成された溝を介してシールベローズの内室に開口しているので、ジョイントとロッドとの間の結合領域で、ジョイントの、ロッドに面した側の端面に通気溝を形成することが阻止される。さらにリングエレメントが、ジョイントとロッドとの間に配置された別個の構成エレメントを形成しているので、ガス透過性の接続部が、レンチ係合面を通過することも同様に阻止される。特にリングエレメントはシールベローズによって画定された内室内に配置されている。
【００１３】
リングエレメントは縁部を有している。この縁部は、リングエレメントを貫いて延びている切欠きを取り囲んでいる。この場合、リングエレメントはリングか、または通常はリングよりも大きい長手方向延在長さを有するスリーブとして形成されていてよい。しかしリングエレメントは有利には環状ディスクとして形成されている。さらにリングエレメントは円形または環状の外周面輪郭を有していてよい。同様に、リングエレメントを貫いて延びている切欠きも円形または環状に形成されていてよい。
【００１４】
溝は、リングエレメントを貫いて延びている切欠きに開口していてよい。特に溝は、リングエレメントの端面に形成されていて、内部を貫通しているリング切欠きからリングの外周面にまで延びていると有利である。この場合、溝はリングエレメントの、ロッドに面した端面に形成されていてよいので、ガス透過性の接続部はできるだけ短く保たれる。さらに、リングエレメントに複数の溝が形成されていてよい。
【００１５】
ロッドが、ジョイントスタッドに結合されていてもよい。この場合、リングエレメントはロッドとジョイントスタッドとの間に配置されていて、たとえばジョイントスタッドに装着されている。しかしながらロッドは有利には、ジョイントハウジングに結合している。この場合、リングエレメントは、ジョイントハウジングとロッドとの間に配置されていて、特にジョイントハウジングおよび／またはロッドに接触している。この場合、リングエレメントは、ジョイントハウジングに面した端面で、ジョイントハウジングの、ロッドに面した端面に当て付けられる。さらに、リングエレメントは、ロッドに面した端面で、ロッドの、ジョイントハウジングに面した端面に当て付けられる。
【００１６】
リングエレメントは、ジョイントハウジングの外径よりも小さいかまたは同じ大きさの外径を有している。特にリングエレメントは、ロッドと同じ大きさの外径を有している。したがって、シールベローズがリングに引っかかり、それによって破損される恐れが減じられ得る。
【００１７】
ジョイントハウジングの、ロッドに面した端面は、ハウジング底部に設けられていて、特にジョイントハウジングと一体に形成されている。さらにジョイントハウジングが、ハウジング壁によって画定されたハウジング切欠きを有していると有利である。このハウジング切欠きにジョイントスタッドが装着されている。この場合、ハウジング底部は、ハウジング開口とは反対の側に向けられているか、または背中合わせに位置している。この開口を貫いて、ジョイントハウジング内に支承されているジョイントスタッドがジョイントハウジングから進出して延びている。
【００１８】
ジョイントハウジングが、特にこのジョイントハウジングと一体に形成された軸方向のピンを有していると有利である。このピンはロッドの中空室内に係合する。リングエレメントは、この場合、軸方向のピンに被せ嵌められているか、もしくはピンに装着されているので、軸方向のピンが、リングエレメントに設けられかつリングエレメントを貫いている切欠きを通って延びている。有利にはピンが雄ねじ山を有していて、ロッドにねじ込まれている。ロッドは、このために特に雌ねじ山を有していて、この雌ねじ山は前記雄ねじ山と螺合する。ピンは、ハウジング底部に結合されているか、またはハウジング底部とワンピースに、つまり一体に形成されていてよい。
【００１９】
ガス透過性の接続部が、少なくとも間接的に前記溝に接続している少なくとも１つの第２の溝を有していると有利である。この第２の溝は、少なくとも所定の領域にわたって、または完全に、ロッドの内部に延びていて、ロッドの中空室に開口している。この場合、両方の溝が特に、リングエレメントに形成されかつリングエレメントを貫いている切欠き内、またはその切欠きの領域で互いにガス透過式に接続している。この場合、この切欠き、またはこの切欠きの一部が中断されていてよい。
【００２０】
第２の溝は、ロッドの内壁に形成されていてよい。しかしジョイントハウジングは、有利にはロッドの中空室内に係合するピンを有しているので、第２の溝はピンの外周面に形成されている。第２の溝はこの場合、たとえばピンの、ジョイントハウジングとは反対の側の、特に自由な端部を起点として、リングエレメントまで、またはリングエレメントを超えるまで延びている。ジョイントとロッドとが互いに螺合により結合されている場合には、第２の溝は有利には、ピンの雄ねじ山、ピンの雄ねじ山の領域、またはロッドの雌ねじ山の領域に延在している。さらに、ピンおよび／またはロッドの内壁に複数の溝が形成されていてよい。
【００２１】
リングエレメントに形成された（第１の）溝と、第２の溝とは、特に互いに対して平行には延びていない。第２の溝はロッドの長手方向軸線の方向か、もしくはロッドの長手方向軸線に対して平行に延びていると有利である（軸方向）。これに対して、第１の溝は、横方向に、特に上記の長手方向軸線に対して垂直に延びていると有利である（半径方向）。さらに、第１の溝および／または第２の溝が螺旋状の延在形状を有していてもよい。
【００２２】
ロッドは、ステアリングギアボックスに結合されていてよく、ステアリングギアボックスによって運動させられ、特にロッドの長手方向に移動させられるようになっている。この場合、ロッドは有利には歯付きロッドつまりラックとして形成されていて、ラックがステアリングギアボックスと共にラック・アンド・ピニオン式ステアリングもしくはラック・アンド・ピニオン式ステアリングギアボックスを形成する。シールベローズは、一方ではステアリングギアボックスまたは該ステアリングギアボックスのハウジングに密に接触していて、他方ではジョイントスタッドまたはこのジョイントスタッドに結合した連結部材に密に接触していてよい。
【００２３】
ジョイントは、ボールジョイントであると有利である。これにより、ジョイントスタッドはボールスタッドとして形成されており、このボールスタッドはそのジョイントボールとによって回転可能でかつ旋回可能にジョイントハウジング内に支承されている。
【００２４】
ロッドの内部に形成された中空室は、特にロッドの長手方向に延在していて、有利にはロッドの、ジョイントに面した側の端部にまで延びていると有利である。ロッドの内部では、中空室が軸方向に仕切られているか、もしくは盲孔として形成されていてよい。択一的には、中空室がロッドを貫いて延びていてもよい。さらに１つのロッドに複数の中空室が設けられていてよい。
【００２５】
ロッドが、第２のジョイントに結合されていて、これら両ジョイントの間に延びていることも同じように可能である。この場合、ジョイントとロッドとの間には、それぞれリングエレメントが配置されていてもよい。この場合リングエレメントには、内室に開口している溝が設けられている。両ジョイントは、特に同一形式に形成されていてよい。
【００２６】
ここで説明した溝は、ガス透過性の接続部の一部であるか、またはガス透過性の接続部を形成しているので、これらの溝が自由な溝であると有利である。
【００２７】
以下に本発明の有利な実施形態を図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ラック・アンド・ピニオン式ステアリングの部分的な断面図である。
【図２】本発明によるラック・アンド・ピニオン式ステアリングに用いられるボールジョイントの断面図である。
【図３】複数の溝プロファイル形状を示す図である。
【図４】複数の溝延在形状を示す図である。
【図５】様々な溝個数を示した図である。
【００２９】
図１には、ラック・アンド・ピニオン式ステアリング１の部分的断面図が示されている。ステアリングギアボックス３のハウジング２内には、歯付きロッド、つまりラック４が支承されている。このラック４は、ステアリングギアボックス３によって矢印５の方向および矢印５とは反対の方向に移動可能である。ラック４は、孔もしくは切欠き６を有していて、ラック４の一方の端部がボールジョイント７に結合されている。このボールジョイント７は、ジョイントハウジング８と、このジョイントハウジング８内に回転可能かつ旋回可能に支承されているボールスタッド９とを有している。ボールスタッド９は、ジョイントボール１８（図２参照）を備えており、このジョイントボール１８はハウジング切欠き１６（図２参照）内に嵌め込まれている。ハウジング切欠き１６は、ジョイントハウジング８に形成されていて、ジョイントハウジング８の壁１７（図２参照）によって画定されている。この場合、ボールスタッド９はボールジョイントハウジング８に設けられた開口１９（図２参照）を通って、ボールジョイントハウジング８から進出して延びている。この場合、ボールジョイントハウジング８の外部では、シールベローズ１０の一方の端部がボールスタッド９に密に接触している。シールベローズ１０の他方の端部は、ステアリングギアボックス３のハウジング２に密に接触しているので、シールベローズ１０の両方の端部の間には、この両端部によって画定された内室１１が形成されている。この内室１１内にボールジョイントハウジング８と、ラック４の一方の端部領域と、ボールスタッド９の一部とが配置されている。ラック４の長手方向軸線は、符号「１２」で示されていて、この場合、矢印５はこの長手方向軸線１２に対して平行に、もしくは長手方向軸線１２の方向に延在している。
【００３０】
ステアリングギアボックス３によってラック４が矢印５とは反対の方向に移動させられると、シールベローズ１０が押し縮められるか、もしくは収縮される。このことは、シールベローズ１０の内室１１に存在する空気の圧力増大をもたらす。これとは逆にラック４がステアリングギアボックス３によって矢印５の方向に移動させられると、ダストブーツとして形成されたシールベローズ１０は伸張されるか、もしくは膨張される。このことが、シールベローズ１０の内室１１に存在する空気の圧力低下を生じさせる。このような圧力変動が補償され得るようにするために、ラック・アンド・ピニオン式ステアリング１は、ガス透過性の接続部１３（図２参照）を有している。このガス透過性の接続部１３は、ラック４の切欠きもしくは中空室６をシールベローズ１０の内室１１に空気透過性に接続している。したがって中空室６を通じて、シールベローズ１０の内室１１から空気が導出するか、またはシールベローズ１０の内室１１に空気を供給することができる。中空室６がラック４を貫いて延びていない場合には、空気は、たとえばステアリングギアボックス３のハウジング２を介して迂回され得る。
【００３１】
図２には、本発明の実施例によるラック・アンド・ピニオン式ステアリング１のボールジョイント７が断面図で示されている。ラック４の中空室６は、ガス透過性の接続部１３を介して、シールベローズ１０（図示せず）の、ボールジョイントハウジング８の外部に配置された内室１１に空気透過性に接続されている。
【００３２】
ボールジョイントハウジング８は、特にこのボールジョイントハウジング８とワンピースに、つまり一体に形成された軸方向のピン２０を有している。このピン２０には雄ねじ山が設けられていて、ラック４の中空室６内に係合している。この場合、ラック４の、ボールジョイント７に面した端部の領域では、ラック４の内壁に雌ねじ山が形成されている。この雌ねじ山は、ピン２０の雄ねじ山に螺合する。したがって、ボールジョイントハウジング８とラック４とは螺合により互いに結合されている。
【００３３】
ボールジョイントハウジング８とラック４との間には、特に環状ディスクとして形成されたリング２１が配置されている。このリング２１は、ピン２０に被せ嵌められている、もしくはピン２０に装着されている。この場合、リング２１は、ジョイントハウジング８に面した端面でジョイントハウジング８に当て付けられている。さらにリング２１は、ラック４に面した端面でラック４に当て付けられている。
【００３４】
ガス透過性の接続部１３は、ピン２０の外周面に形成された少なくとも１つの溝１４と、リング２１に形成された少なくとも１つの溝１５とを有している。溝１５は、リング２１に形成されかつリング２１を貫通している切欠き２２の領域か、または切欠き２２（図４参照）で、溝１４に空気透過性に接続している。この場合、特に軸方向に延びる溝１４は、ジョイントハウジング８の、ラック４に面した端面から、ピン２０の、ジョイントハウジング８とは反対の側の端面にまで延びていて、切欠き６に開口していると有利である。さらに溝１４は、少なくとも所定の区分にわたってピン２０の雄ねじ山に、もしくは雄ねじ山の領域に延在している。少なくとも１つの溝１５は、リング切欠き２２からリング２１の外周面にまで延びていると有利であり、一方ではリングの切欠き２２に開口していて、他方ではシールベローズ１０（図示せず）の内室１１に開口している。
【００３５】
択一的には、少なくとも１つの溝１５は、リング切欠き２２から出発して、リング２１の外周輪郭もしくは外周面に対して半径方向の間隔を置いて終端していてもよい。この場合、溝１５は、リング２１に接触するロッド４の載置面の外周面輪郭を超えて半径方向に延びる画定された溝として形成されている。したがって画定された溝が、載置面の外周面輪郭とリングの外周面輪郭との間で終端していると有利である。
【００３６】
特に少なくとも１つの溝１５は、半径方向に延びていて、図３に示したような溝プロファイル形状（溝成形断面形状）２３，２４，２５，２６のうちの１つおよび／または図４に示したような溝延在形状のうちの１つを有していてよい。特に図４からは、本実施例の１変化形において溝１５が螺旋状に延在していてもよいことが判る。さらに図５は、種々異なる個数の溝１５がリングエレメントに形成可能であることを示している。この場合、少なくとも１つの溝１４のために、図３に示した溝プロファイル形状、図４に示した溝延在形状、および図５に示した溝の数を対応させることができる。
【００３７】
図示されていないが、全ての実施形態において、切欠き１６の内部のジョイントボール１８とハウジング壁１７との間に支承シェルを配置し、この支承シェル内にジョイントボール１８を支承することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ラック・アンド・ピニオン式ステアリング／ジョイント装置
２  ステアリングギアボックスのハウジング
３  ステアリングギアボックス
４  ラック
５  矢印
６  ラックに設けられた切欠き／中空室
７  ボールジョイント
８  ボールジョイントハウジング
９  ボールスタッド
１０  シールベローズ
１１  シールベローズの内室
１２  ラックの長手方向軸線
１３  空気透過性の接続部
１４  軸方向溝
１５  半径方向溝
１６  ハウジングの切欠き
１７  ハウジング壁
１８  ジョイントボール
１９  ジョイントハウジングに設けられた開口
２０  ジョイントハウジングに設けられたピン
２１  リング
２２  リングの切欠き
２３  溝プロファイル
２４  溝プロファイル
２５  溝プロファイル
２６  溝プロファイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2009536122.tif 000009
2009536122.tif 000010
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