(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車（１０）のためのジョイント装置（１）、特に、シャシー部材または操縦部材内のジョイント装置（１）であって、このジョイント装置において、一つの軸体（１２；１１２；３１２）が差し込まれたジョイントボール（４）が、少なくとも部分的にこのジョイントボール（４）を取り囲むハウジング（５）に対して、及び、一又は複数のサポートリング（６）に対して、ゴム弾性的なスペーサ（７）を介して可動に支承されているジョイント装置（１）において、
軸体（１２；１１２；３１２）の方を向いたジョイントボール（４）の境界面が、キャップ状体（４）の半径方向内側に位置する面として形成されており、軸体（１２；１１２；３１２）が、キャップ状体（４）内において、回転可能に設けられ、キャップ状体内の軸体（１２；１１２；３１２）が、軸方向安全機構（２０；１２０）によって、キャップ状体（４）に対する軸体（１２；１１２；３１２）の軸方向動作に対し保持されており、その際、軸体（１２；１１２；３１２）は、その軸方向の延在が少なくとも二つの部分（１８；１９）に分けらており、その際、軸体（１２；１１２；３１２）は、ジョイント装置（１）の内部で分割されていることを特徴とする自動車。
【請求項２】
少なくとも、軸体（１２；１１２；３１２）の方を向いたジョイントボール（４）の境界面が、金属表面として形成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（１）。
【請求項３】
軸体（１２；１１２；３１２）の方を向いたジョイントボール（４）の境界面、およびジョイントボール（４）の方を向いた軸体（１２；１１２；３１２）の境界面が、鋼、特に窒化処理された鋼より形成されていることを特徴とする請求項２に記載のジョイント装置（１）。
【請求項４】
ジョイントボール（４）の外側面に、スペーサ（７）の弾性材料が焼き付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のジョイント装置（１）。
【請求項５】
キャップ状体（４）内での軸体（１２；１１２；３１２）の回転の為に、１Ｎｍより小さなトルクが必要であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のジョイント装置（１）。
【請求項６】
軸体（１２；１１２；３１２）が、ジョイントボール（４）に対して、半径方向の間隔を有して設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のジョイント装置（１）。
【請求項７】
軸体（１２；１１２；３１２）が、ジョイントボール（４）に対して、半径方向の間隔を有して設けられており、軸体（１２；１１２；３１２）とジョイントボール（４）の間に、好ましくは厚さ０．２５ミリメーターまでの間隙（１４）が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のジョイント装置（１）。
【請求項８】
ジョイントボール（４）が、間隙（１４）の方を向いた領域に、少なくとも部分的に、摩耗を防止するコーティングを有していることを特徴とする請求項６または７に記載のジョイント装置（１）。
【請求項９】
軸体（１２；１１２；３１２）の部分が、締りばめ（１７）によって互いに固定可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のジョイント装置（１）。
【請求項１０】
軸体（３１２）の部分が、別体式の接続ピース（１６）によって互いに固定可能であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のジョイント装置（１）。
【請求項１１】
ジョイント及び／又はベアリング装置（１）が、三角連接バー装置（２，３）の先端の領域に形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のジョイント装置（１）。
【請求項１２】
ジョイントボール（４）が、はめ込まれた軸体（１２；１１２；３１２）およびスペーサ（７）と共に、共に組み込み可能な一つのユニットに、事前組立されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のジョイント装置（１）。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のジョイント装置を有することを特徴とする、自動車の為のシャシー部材または操縦部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の、自動車の為のジョイント装置であって、このジョイント装置において、軸体が差し込まれるジョイントボールが、このジョイントボールを取り囲む一つのハウジングに対して、ゴム弾性的なスペーサを介して可動に支承されているジョイント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハウジング内に可動に支承されるジョイントボールを、これを収容する例えばプラスチック製のジョイントシェルに対して、滑って動くことができるようにするのではなく、ジョイントボールとハウジングの間にゴム弾性的なスペーサを設けるよう、ジョイント装置を形成することが公知である。このスペーサは、ショック吸収性の面でも、騒音発生という面でも良好な快適特性を提供する。その際、ジョイントボールないに収容されるジョイント軸の大きな回転角度は、特に、放射方向に作用する力とともに問題である可能性がある。といのは、ベアリングシェルまたはハウジングの内部壁のゴム弾性的な層が破損する可能性があるので、その箇所で摩耗の原因となり、ジョイント特性が長期的には悪化してしまうからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、これに対して改善案を達成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有するジョイント装置によって解決される。本発明の有利な実施形および改良形は、請求項２から１５に記載される。
【０００５】
本発明により、自動車のための一つのジョイント及び/又はベアリング装置が達成される。このジョイント及び/又はベアリング装置において、一方では、ゴム弾性的なスペーサを有する分子状ジョイントの快適性は維持される。他方では、しかし、軸体のジョイントボールに対する回転性によって、すべり軸受けが破損したり、または接続がすべり抜けたりすることに対する安全性が形成される。これによって、分子状ジョイントとすべり軸受けの利点が、互いに調和する。
【０００６】
その際、特に、高い快適性の為に、ゴム弾性的なスペーサがゴム材料から形成される。分子状ジョイントのショック吸収性は、硬度に依存して現れる。
【０００７】
軸体も、この軸体の方を向いたジョイントボールの境界面も、それぞれ、全ての接触領域にわたって形状安定的であるので、高く、そして半径方向内側に作用するゴム弾性的なスペーサの予張力の際も、軸体の軸受けが影響をうけないままであり、そしてこの軸体は、常に同じ、極めて小さな力により「自由に」回転可能である。
【０００８】
特に、このように、軸体を回転するために小さな力のみが必要であるということによって、組立もまた容易になる、というのは、軸体の直接設置の場合のように、エラストマーにおける、軸体を整向するための工具力による高い摩擦力を克服する必要がなく、軸体が手操作によってジョイントボールにはめ込まれ、そしてその向きを車両における更なる組立適当であるように、手操作によって容易に回転することができるからである。その際、軸体のジョイント内における回転のために、１Nmより小さなトルクが必要であると、特に有利である。
【０００９】
形状安定性と、良好な摩擦学上の特性を、高い負荷の元においても保障することができるように、少なくとも、ジョイントボールの軸体の方を向いた境界面が、金属表面として形成されていると有利である。特に、ジョイントボールの軸体の方を向いた境界面と、軸体のジョイントボールの方を向いた境界面が、鋼、特に窒化処理された鋼より形成された鋼、または窒化処理された鋳物（Nitrierguss）から形成されると有利である。
【００１０】
軸体の方を向いた境界面が、形状安定的なキャップ状体の半径方向内側に存在する面として形成され、その外側面に、スペーサの弾性的な素材が焼き付けられている（anvulkanisiert）と、耐久性に対して特に有利であり、接着または他の固定的結合もまた可能である。
【００１１】
いずれの場合においても、キャップ状体と、スペーサのこのキャップ状体の方を向いた半径方向内側面の間に、相対動作をいかなるときも排除する堅固な接触が存在すると、破損を回避するのに特に良好である。
【００１２】
ここに示した実施例においては、キャップ状体は、一体的にジョイントボールを形成する。これは必須ではなく、キャップ状体は、ジョイントボールの一つの構成部材を形成することも可能である。
【００１３】
ジョイント装置の精確な作動のために、キャップ状体内の軸体が、カラーまたは類似の軸方向安全機構によって、キャップ状体に対する軸方向の動作に対してガードされていると有用である。これによってねじれ動作と回転動作のみがジョイント装置内で可能となり、軸体の軸方向のスライドは、不可能である。
【００１４】
軸体とジョイントボールの間の良好なすべり動作の為に、この箇所に、例えば0.25ミリメートルまでの厚さといった、わずかな間隙のみが形成されると有利である。その際、１０分の１ミリメートルといった特別薄い間隙は、遊びの無い軸体の軸受けを確実に行う。
【００１５】
その際、間隙が、少なくとも部分的にグリースや他の潤滑材によって満たされることが可能であり、これによって部材のお互いのすべりがさらに容易とされる。
【００１６】
軸体及び/又はジョイントボールの摩擦を回避するコーティングもまた可能である。
【００１７】
さらに軸体が、その軸方向の延在を、少なくとも二つの部分に分割され、これによってジョイントボール内への両側からの差込みが可能となると、特に組立上有利である。
【００１８】
軸体の部材が、締りばめによって互いに固定可能であるので、ジョイント装置は、車両において組み付けられるというより、むしろ、完全に組み立てられた事前組立されたユニットとして運搬されることが可能である。締りばめによって、シャフトの部材がユニットの組立の前にすでにばらばらになるということもまた回避される。
【００１９】
部材数を最少化する際の更なる組立の容易化は、軸体の部材が、同じ部材として形成され、これら部材が直接または別体式の接続ピースを介して、互いに保持可能であるときに生じる。
【００２０】
半径方向に有利に拡張された軸体のカラーが、ジョイントボールから軸方向に間隔をあけている場合、軸体のジョイントボールに対する可動性も制限されることが無い。
【００２１】
ここで、間隔もまた小さく保たれることが可能であり、これもまた、0.25ミリメーターまでの値をとる。
【００２２】
本発明により、ハウジング内とジョイントボール内に、例えば異なる穴間隔を有する異なる軸体がはめ込まれることが可能である。これによって柔軟性が著しく向上する。
【００２３】
このようなジョイント装置は、特に商用車またはオフロード車両に使用可能である。これら車両においては、垂直方向に作用するシャフトの重力を受け止める本来の主要車軸サスペンションの他に、例えば、斜めに推移する個々の連接バーまたは三角連接バーを有する追加的サポートが設けられており、この連接バーが、その先端部により、ピボット状の保持体によって支えられるジョイントヘッドを把持（angreift）し、そして他の端部においては、シャシーの長手方向フレーム部材に保持されるということが公知である。このような三角連接バーは、これによって、例えば軸体の方向案内（Seitenfuhrung）を行う。
【００２４】
本発明の更なる利点および特徴は、図に表され、および以下に説明される、本発明の対象のお実施例より生じる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】商用車の、ディファレンシャルの領域において拡張された軸体（ここでは後車軸）を、軸体の更なるサポートとしての先がＶ形状となる二つの連接バーと接続するためのジョイント装置の領域の部分簡略斜視図。ここで、少なくとも、三角連接バー装置の先端に発明に従う構成のジョイント装置が設けられている。
【図２】三角連接バー装置の先端におけるジョイント装置の一つの可能性のある形態の部分詳細図。
【図３】図２のジョイント装置の切断図
【図４】図３の部材の組立前の状態の分解図
【図５】図４に類似する図。ジョイント装置は部分的に組立られた状態であり、分割された軸体は未だはめ込まれていない状態。
【図６】図３に類似する図。中心を外れた箇所で分割された代替的な軸体を有する。
【図７】図６と類似する図。スナップリングの軸方向にわたってガードされた、中断していない代替的な軸体を有する。
【図８】図７と類似の図。更なる代替の、中央で分割された軸体を有しており、これら部材は、中間ピースによって互いに保持されている。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１に表された車両１０、例えば商用車またはオフロード車両の部分は、三角連接バー装置内で鋭角となっており、上面図中では互いに先がＶ形状となる二つの連接バー２，３を有している。このように形成された三角形の先端において、これは、ジョイント装置１によって車両シャフト１１（ここでは後車軸）を把持している。これは、車両の横断方向に関して中央の領域中で、ディファレンシャルを収容するために拡張されている。ジョイント装置１は、よって、ディファレンシャルを収容するために拡張された、後車軸１１のこの領域９の上端部に組込み可能であり、これによって車両シャフト１１の横断方向ガイドおよび長手方向ガイドを形成している。ここで補強を行う二つの連接バー２，３は、自身の上方の領域２ａ，３ａにおいて、例えば主要な長手方向フレーム部材につなぎとめられることが可能である。類似のジョイント装置１もまた使用することが可能である。
【００２７】
その際、ジョイントまたはベアリング装置１の軸体12, 112, 212, 312が、例えばスクリュー接続または他のホルダーによってガードされている。これらは、軸体12, 112, 212, 312の穴１３内にはまり込んでいる。この装置１の詳細は、図２にもまた表されている。  
【００２８】
軸体12, 112, 212, 312が、一方で、一または複数部品のジョイントボール４に差し込まれ、その際、これらが真の球形状デザインを有する必要はなく、例えば楕円の形で、放物面等に形成されているというが可能である点が、この図２中において、また、明らかである。いかなる場合でも、これが、少なくとも領域的に取り囲んでいるハウジング５または一若しくは複数のサポートリング６またはこれらの部材に対して、ゴム弾性的なスペーサ７を介して可動に支承されている。
【００２９】
ここに示された実施例に従い、キャップ状体は、一体式にジョイントボールを形成するので、これら両方は、同一の符号４を有している。これは必須ではなく、キャップ状体は、つまり複数部材のジョイントボールの一つの構成部材を形成するのみであり、例えば球形状の物体へとはめ込まれるということが可能である。球形状デザインは、基本的にスペーサ７により取り込まれていることも可能であるので、真のジョイントボール４は、むしろまっすぐに推移している。
【００３０】
図に表されているように、すべての実施例において、軸体12, 112, 212, 312も、下でより詳細に定義される周囲の間隙１４においてこの軸体の方を向いたジョイントボール４の境界面も、すべての接触領域にわたって、および、ジョイント装置１の全耐用期間の間中形状安定的である。これによってスペーサ７は、極めて高い予張力下で組み立てられることができ、その際、この予張力は、大きな力でもって半径方向内側に向かって作用し、そしてそのようにして、スペーサ７とジョイントボール４の間の相対運動を排除することができる。このような大きな半径方向内側に作用する力にもかかわらず、軸体12, 112, 212, 312の軸受けは、影響をうけないままである。これは、軸体の形状安定性と、軸体を取り囲むジョイントボール４の形状安定性に基づいて、このジョイントボール内で、常に同じ極めて弱い力でもって「自由に」回転可能である。回転の為に必要なトルクは、まず目立った摩擦力を克服する必要がなく、常に、明らかに１Ｎｍより下ですでに軸体12, 112, 212, 312の回転を可能とすることができる。
【００３１】
これによって、冒頭にすでに記載したように、組立もまた容易になる、というのは、軸体12, 112, 212, 312が、エラストマー（例えばスペーサ７のゴム）に直接接触する際のように、高い摩擦力が、軸体12, 112, 212, 312を整向するための工具力によってまず克服されるという必要がなく、これが、手操作でジョイントボール４内にはめ込まれ、そしてその方向が、車両における、つまり図１に表されるように、例えばディファレンシャルの為の拡張された領域９におけるさらなる組立の為に適当であるまで、簡単に手操作で回転されるということが可能である。
【００３２】
ここに示される、連続運転中に極めて良好に機能する実施例に従い、ジョイントボール４の軸体の方を向いた境界面は、金属表面、ここでは窒化処理された鋼または窒化処理された鋳物として形成されている。これは、軸体12, 112, 212, 312の表面に対しても同様である。両部材は、ここでは鋼として形成されている。比較的小さな連続負荷の場合、繊維強化されたプラスチックが考慮に入れられることも可能である。
【００３３】
軸体12, 112, 212, 312の方を向いたジョイントボールの境界面は、ここでは半径方向内側に存在する面であって、軸体12, 112, 212, 312を案内する、形状安定的なキャップ状体の面として形成され、この面に外側でスペーサ７の弾性的な材料がしっかりと焼付けされており（anvulkanisiert）、接着または他の固定的結合もまた可能である。スペーサ７とジョイントボディ４の間の破損は、いかなる場合も排除される、というのは、これらの互いに向かい合った境界面の間の相対動作が、堅固かつ平らな接触によって、軸体12, 112, 212, 312の回転の際や、または大きくたわんだ際にも発生しないからである。
【００３４】
ゴム弾性的なスペーサ７が、半径方向外側でサポートリング７に、半径方向内側でジョイントボール４に焼付けられていることによって、はめ込まれた軸体12, 112, 212, 312と共に、事前組立されたユニットが形成されることが可能であり、このユニットが、予張力のもとハウジング５内にはめ込まれ、ガードリングによって軸方向の動作に対してガードされることが可能である（図２）。
【００３５】
上述した可動性は、軸体12, 112, 212, 312のシャフト８の周りの少なくとも一つの制限された回転可動性を有している。このような回転可能性は、この種の従来のジョイントにおいては、ゴム弾性的なスペーサを介して伝達される必要があった。本発明に従い、軸体12, 112, 212, 312は、間隙１４を通ってジョイントボール４に対する半径方向の間隔を有して、この中に回転可能に設けられている。これによって、３０度やこれを越える大きな偏向も可能とする、間隙１４にわたる自由な回転可能性が生じ、逆にジョイントボール４は、破損に通じたり、スペーサ７が、ハウジング５に対してや、少なくとも一つのサポートリング６に対してすべり抜けたりすることに通じ得るような、少なくとも一つのサポートリング６やハウジング５に対する大きな偏向を行う必要がない。
【００３６】
このスペーサ７は、例えば１０から１５ミリメートルの厚さを有するゴム材料から成り、これによって高いショック吸収性が保障される。このような弾性的な吸収性のスペーサ７を有するジョイント装置は、しばしば分子状ジョイントとも称される。
【００３７】
一方で軸体12, 112, 212, 312と、他方でジョイントボール４の間の間隙１４は、半径方向に１０分の１ミリメーター規模で、典型的には、0.25ミリメーターまでの厚さを有して拡がっている。
【００３８】
この間隙１４は、少なくとも部分的にグリース、または他の潤滑剤によって満たされていることが可能である。適当なシールによって、グリース塗布は、耐久年限にわたって可能である。間隙１４の軸方向の縁部は、よって、シール１５によってガードされており、このシールが、潤滑材の流出も汚染の侵入も防いでいる。追加的に、または代替として、間隙１４の方の領域におけるジョイントボール４及び/又は軸体12, 112, 212, 312が、完全にまたは部分的に、例えばPTFEからなる摩擦を防止するコーティング、または、良好な摩擦学上の特性を有する別体式のキャップを有していることが可能である。両方の場合において、軸体12, 112, 212, 312のすべり軸受けがジョイントボール４内で達成され、しかしスペーサ７によって快適かつ良好な吸収性を有する分子状ジョイントが得られるので、二つの異なるジョイントタイプのメリットが同時に実現されることができる。連接バー２，３の大きな曲げにおいても、ゴム部材７の破損に至ることは無く、曲げは、少なくとも主としてすべり軸受けされる軸体12, 112, 212, 312とジョイントボール４の間に発生する。よって組立前の部材の事前曲げもまた、もはや必要でない。
【００３９】
軸体１２は、ここで図２から５および６および８に従い示される構成中において、その軸方向の延在は、少なくとも二つの部分１８，１９に分割され、このことは特別な組立の簡易化および分解の容易化を実現する。
【００４０】
図２から５の実施形に従い、分割は、ジョイント装置１の内部でおよそ軸方向中央を推移している。
【００４１】
ジョイント装置１を事前組立し、および、軸体１３の部分１８，１９を、車両１０に未だ組みつけられていない状態で、互いに保持することを保障することができるように、これら部分１８，１９は、締りばめ１７によって互いに保持可能である。そのように、軸体及びジョイントボール４並びにスペーサ７及びサポートリング６と事前組立されるユニットの運搬の間も、部分１８，１９は、自身の位置に留まり、そして脱落の危険にさらされることが無い。
【００４２】
さらに図３から、軸体１２もまた、半径方向に拡大されたカラー２０を有しており、これらが、ジョイントボール４から、および場合によっては、サポートリング６およびハウジング５からもまた、軸方向に間隔をあけているので、これによって軸体１２の回転可能なすべり軸受けが、ジョイントボール４に対して制限されないということが明らかである。カラー２０とジョイントボール４の間の軸方向の間隔は、ここでもまた、略0.25ミリメーターの値をとることが可能である。代替として、ここでもまた、軸方向のすべりディスクが使用されることも可能である。いずれの場合であっても、ジョイントボール４内の軸体12, 112, 212, 312は、カラー２０、１２０または類似の軸方向の安全機構によって、軸方向の相対動作に対しガードされている。よって、ねじり動作および回転動作のみがジョイント装置内で可能であり、軸体12, 112, 212, 312の軸方向のスライドは不可能である。この軸方向の安全機構の為に、スナップリング（Sprengringe）、またはロックリング（Simmerringe）等が使用されることができる。よって、軸方向の力の作用においても、軸体12, 112, 212, 312とエラストマー部材７の間に相対動作が発生せず、ゴムの摩耗は防がれる。
【００４３】
図６には、原理的に類似する軸体112が表されている。しかし、この軸体は中心を外れた箇所で分割されている。これによって発明に係るジョイント装置１が形成されることもまた可能である。
【００４４】
図７の軸体２１２は、軸方向の延在を分割されていない。この軸体は、しかしながら、ジョイントボール４を通って押し込まれているということが可能である、というのは、ここでは（第一の実施例のように）カラー２０が設けられておらず、軸方向のスライドからガードするカラー１２０は、ここでは、組立の後にはめ込み可能なスナップリングによって形成されるからである。
【００４５】
図８には、代替としての軸体３１２が表されている。この軸体の部材は、異なる部材の数量を減少した簡単な組立の為に、同じ部材として形成されている。これらは、別体式の接続ピース１６を介して互いに一つの締りばめで固定可能である。中間ピース１６は、全体の軸体12, 112, 212, 312と同様に、鍛造部品として形成されることが可能である。
【００４６】
本発明によって、同一のハウジング５および同一のジョイントボール５内に、例えば異なる長さと、穴１３の異なる間隔を有する異なる軸体12, 112, 212, 312を、はめ込むことが可能であるということも可能となる。これによって製造の際の高い柔軟性が、最少の労力のもと達成される。例えば鍛造部品として形成された軸体12, 112, 212, 312と、例えば鋳造部品として形成されたジョイントボール４の間の異なる材質もまた可能である。
【００４７】
このようなジョイント装置は、車両１０の様々な個所で使用することができ、特にシャシー部材または操縦部材中で使用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
1      ジョイント装置
2      連接バー 
3      連接バー
2a     上方の連接バー端部
3a     上方の連接バー端部
4      ジョイントボール
5      ハウジング
6      サポートリング
7      スペーサ
8      シャフト
9      拡張された領域
10     車両
11     車両シャフト
12, 112, 212, 312           軸体
13     軸体の穴,
14     間隙
15     間隙のシール
16     中間ピース
17     締りばめ
18     軸体の第一の部分
19     軸体の第二の部分
20     拡張されたカラー
120    カラー
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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