(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジョイントスタッド（５）に付設されたジョイントボール（４）を収容するための片側が開放したジョイントハウジング（２）を有し、ジョイントハウジング（２）にハウジングスタッド（３）が配置され、ジョイントハウジング（２）のハウジングスタッド（３）を備える側に減衰装置（１０）が設けられている、ステアリングギヤ（７）で使用するためのアキシャルボールジョイント（１）において、
減衰装置（１０）が、金属のインサート（１２）を有しかつプラスチックから成る弾性的な減衰要素（１１）を備え、金属のインサート（１２）が、弾性的な減衰要素（１１）の材料によってオーバーモールド成形されていること、金属のインサート（１２）の機能要素（１３，１４，１５）を解放するために、減衰要素（１１）内に、少なくとも１つのリセス（１６，１７）が設けられていること、及び、少なくとも１つのリセス（１７）が、金属のインサートの機能要素である金属のインサート（１２）に形成された半径方向内側に向いたタブ（１５）を解放すること、を特徴とするアキシャルボールジョイント。
【請求項２】
減衰要素（１１）と金属のインサート（１２）が、リング状に形成かつ互いに同軸に配置されていること、を特徴とする請求項１に記載のアキシャルボールジョイント。
【請求項３】
減衰要素（１１）が、熱可塑性のポリウレタンから製造されていること、を特徴とする請求項１又は２に記載のアキシャルボールジョイント。
【請求項４】
減衰要素（１１）と金属のインサート（１２）が、噛合い係合によって互いに結合されていること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアキシャルボールジョイント。
【請求項５】
減衰装置（１０）が、半径方向平面に関して実質的に対称に形成されていること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアキシャルボールジョイント。
【請求項６】
減衰要素（１１）が、軸方向反対側に、それぞれ１つの軸方向の当接面（１９）を備えること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のアキシャルボールジョイント。
【請求項７】
少なくとも１つのリセス（１６）が、金属のインサートの機能要素である金属のインサート（１２）の軸方向のストッパ（１３，１４）を解放し、この軸方向のストッパが、減衰装置（１０）の軸方向の変形を制限すること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアキシャルボールジョイント。
【請求項８】
金属のインサート（１２）に、複数のもしくは６つの軸方向のストッパ（１３，１４）が形成され、これら軸方向のストッパが、周方向に互いに等しく離間していること、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のアキシャルボールジョイント。
【請求項９】
軸方向のストッパ（１３，１４）が、軸方向反対側に、即ち金属のインサート（１２）のジョイントハウジング（２）の側及びステアリングギヤ（７）の側に形成されていること、を特徴とする請求項８に記載のアキシャルボールジョイント。
【請求項１０】
軸方向のストッパ（１３，１４）が、減衰要素（１１）のその変形されない状態の軸方向の当接面（１９）に対して後退させられていること、を特徴とする請求項８又は９に記載のアキシャルボールジョイント。
【請求項１１】
軸方向のストッパ（１３，１４）が、減衰装置（１０）の圧縮された状態の材料変位時でも、ジョイントハウジング（２）もしくはステアリングギヤ（７）の当止面と直接的に接触することを保証するために、リセス（１６）が、拡大部を備えること、を特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載のアキシャルボールジョイント。
【請求項１２】
金属のインサート（１２）に、複数のもしくは３つの半径方向内側に向いたタブ（１５）が形成され、これらタブが、アキシャルボールジョイント（１）の中心軸（９）から、それぞれ、ジョイントハウジング（２）に形成された段部（１８）よりも大きく離間しているが、ラック（２０）の外周よりも小さく離間していること、を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のアキシャルボールジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による、特にステアリングギヤで使用するためのアキシャルボールジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなアキシャルボールジョイントは、従来技術から一般に知られており、特に車両ステアリングで使用される。合目的に、車両ステアリングは、その最大の揺動を確定するために終端限を備える。ステアリングが終端限の領域へ移動されると、ステアリング変位の機械的な制限は、終端領域でのステアリングの激しい当止に通じる。機械的な損傷からステアリングギヤを保護するため、従来技術から、タイロッドに付設されたアキシャルボールジョイントに当止ダンパを備えさせることが知られている。
【０００３】
これに関係して、ジョイントスタッドに付設されたジョイントボールを収容するための片側が開放したジョイントハウジングを有し、ジョイントハウジングにハウジングスタッドが配置され、ジョイントハウジングのハウジングスタッドを備える側に減衰装置が設けられている、ステアリングギヤ用のアキシャルボールジョイントを開示する独国特許出願公開第１０  ２００８  ００７  １０７号明細書を参照されたい。この場合、減衰装置は、当止ダンパの意味で作用し、この当止ダンパは、アキシャルボールジョイントの軸方向ポットに取り付けられ、この軸方向ポットは、ステアリングギヤに対するインターフェースにおいて、アキシャルボールジョイントとラックの間に存在する。
【０００４】
独国特許出願公開第１０  ２００８  ００７  １０７号明細書から公知のアキシャルボールジョイントの場合、使用される減衰装置は、リング状のビードとして形成され、そこの図２に図示された実施形態によれば、ジョイントハウジングの段部に、減衰装置に安定性を与える金属インサートが押し付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２００８  ００７  １０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、ステアリングギヤの機械的な損傷からの保護及びステアリング変位のできるだけ正確な制限以外に、減衰装置の高い耐久性が得られるように、ステアリングギヤでの規定通りの使用を顧慮して改善された冒頭で説明した形式に従ったアキシャルボールジョイントを提供することである。加えて、アキシャルボールジョイントは、経済的に製造可能で、種々の車両タイプに対して使用可能であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題は、請求項１の特徴によるアキシャルボールジョイントによって解決される。このアキシャルボールジョイントは、減衰装置が、金属のインサートを有しかつプラスチックから成る弾性的な減衰要素を備え、金属のインサートが、弾性的な減衰要素の材料によってオーバーモールド成形されていること、によって際立っている。
【０００８】
この場合、付加的に、ステアリングギヤで使用されるアキシャルボールジョイントの重要な機能が、ステアリングギヤを機械的な損傷から保護することにあることが認められた。機械的な損傷は、特に、工場の場合にジャッキアップされた車両のステアリングがホイールを介してステアリングストッパに押し付けられることによって惹起され得る。この場合に生じる、ステアリングギヤのハウジングへの力が、有利には、ジョイントハウジングのハウジングスタッドを備える側に配置された減衰装置によって、無害な程度に低減され得ることが、認められた。これによって実現される対応付け及びアキシャルボールジョイントのモジュールへの減衰装置の統合により、損傷は、構造的に簡単な方法で回避される。同時に、減衰装置は、ステアリング変位を制限し、最大のラックストロークを規定するために利用される。
【０００９】
更に、本発明によれば、アキシャルボールジョイントで使用される減衰装置が、所定の状況で高い負荷に耐えなければならないことが認められた。高い負荷能力を達成するために、減衰装置は、本発明によれば、減衰装置が、金属のインサートを有しかつプラスチックから成る弾性的な減衰要素を備え、金属のインサートが、弾性的な減衰要素の材料によってオーバーモールド成形されていることによって、特別な方法で形成されている。従って、金属のインサートは、弾性的な減衰要素の材料によって埋設され、これにより、例えば腐食のような外的影響から十分に保護されている。これに関係して、オーバーモールド成形は、金属のインサートが、弾性的な減衰要素の材料によって完全に包囲されているとの完全なオーバーモールド成形であると理解することができる。しかしながら、この発明に関係して、オーバーモールド成形は、特にまた、金属のインサートが、弾性的な減衰要素の材料によって、確かに十分ではあるが、全ての領域で包囲されているのではないとの部分的なオーバーモールド成形であると理解することができる。この場合、種々の形態が考えられる。
【００１０】
アキシャルボールジョイントの有利な発展形によれば、減衰要素と金属のインサートが、リング状に形成かつ互いに同軸に配置されている。減衰要素と金属のインサートのこのような形成及び配置は、減衰装置が、比較的僅かな労力でジョイントハウジングのハウジングスタッドに取り付けられ得るとの利点を備える。何故なら、整向する必要がない実質的に回転対称の部品であるからである。
【００１１】
弾性的な減衰要素は、基本的に、前記使用目的のために適したプラスチックから製造され、有利には、減衰要素は、熱可塑性のポリウレタンから製造されている。
【００１２】
金属のインサートが、弾性的な減衰要素の材料によってオーバーモールド成形されているとの本発明により請求される形式の減衰装置の製造により、減衰装置と金属のインサートが、噛合い係合によって互いに結合されているとのことを、簡単な方法で達成することができる。弾性的な減衰要素と金属のインサートの間のこの形式の結合は、比較的僅かな製造費用でも、金属のインサートと弾性的な減衰要素の間の高い結合強度のため並びに機械的な応力に対する僅かな感度のために役立つ。
【００１３】
アキシャルボールジョイントの有利な発展形によれば、減衰装置が、半径方向平面に関して実質的に対称に形成されている。半径方向平面に関して対称な配置により、減衰装置によって、比較的多くの当止エネルギを吸収することができる。何故なら、半径方向に延在する対称平面の両側にそれぞれ同量の減衰材料が存在するからである。
【００１４】
減衰装置の基本機能を満足する、即ち機械的な損傷から保護するために、有利には、減衰要素が、軸方向反対側に、それぞれ１つの軸方向の当接面を備える。変形されない状態で、ステアリングストッパに達した時に、一方ではジョイントハウジングが、他方ではステアリングギヤのハウジングが、減衰要素の軸方向の当接面に当接する。両方の軸方向の当接面がジョイントハウジングもしくはステアリングギヤに当接すると次ぐに、更なる力の作用時に、減衰要素の変形を使用することができ、これにより、当止エネルギが吸収される。
【００１５】
アキシャルボールジョイントの有利な発展形によれば、金属のインサートの機能要素を解放するために、減衰要素内に、少なくとも１つのリセスが設けられている。金属のインサートは、この場合、弾性的な減衰要素の材料によって部分的に、即ち、リセスが設けられていない全ての領域内しかオーバーモールド成形されていない。金属のインサートの機能要素は、基本的に全ての機能性ユニットであり、少なくとも１つのリセスは、この機能要素が減衰要素の材料によって覆われていないために使用される。種々のこのような機能要素が考えられる。
【００１６】
有利には、少なくとも１つのリセスが、金属のインサートの軸方向のストッパを解放し、この軸方向のストッパが、減衰装置の軸方向の変形を制限する。従って、金属のインサートに、少なくとも１つの軸方向のストッパが形成され、この軸方向のストッパが、リセスによって解放される。従って、軸方向のストッパは、減衰要素の材料によって覆われていないので、この軸方向のストッパは、弾性的な減衰要素の変形された状態で、ジョイントハウジングもしくはステアリングギヤハウジングに直接的に当接することができ、このようにしてステアリング変位のエンドストップを正確に規定する。従ってエンドストップがプラスチックの介在なく得られるので、終端位置の特に正確な設定を達成することができる。
【００１７】
好ましくは、金属のインサートに、複数の、好ましくは６つの軸方向のストッパが形成され、これら軸方向のストッパが、周方向に互いに等しく離間している。複数の軸方向のストッパの形成により、当止力が複数の領域へ分散し、その結果、これら領域には、それぞれ小さいかつ互いに均等な力が作用する。この場合、特に有利には、軸方向のストッパは、軸方向反対側に、特に金属のインサートのジョイントハウジングの側及びステアリングギヤの側に形成されている。このような形成は、前で既に説明したように減衰装置の半径方向平面に関して対称に相当する。
【００１８】
合目的に、金属のインサートに形成された軸方向のストッパは、減衰要素のその変形されない状態の軸方向の当接面に対して後退させられている。これにより、ステアリングストッパに達した時にまず適切に弾性的な減衰要素の変形が行なわれ、これにより、運動エネルギが大抵は完全に吸収できることが実現される。しかしながら、このエネルギが、減衰要素によって吸収可能なエネルギを上回ると、金属のインサートの軸方向のストッパは、ステアリングストロークの正確な終端限のために役立つ。
【００１９】
有利な発展形では、軸方向のストッパが、減衰装置の圧縮された状態の材料変位時でも、ジョイントハウジングもしくはステアリングギヤの当止面と直接的に接触することを保証するために、設けられたリセスが、拡大部を備える。
【００２０】
既に前で述べたように、金属のインサートの機能要素を解放するために、減衰要素内に、有利には少なくとも１つのリセスが設けられている。本発明の有利な発展形では、このようなリセスは、金属のインサートに形成された半径方向内側に向いたタブを解放するために使用することもできる。このようなタブは、特に、減衰装置を喪失防止の意味でラックに対して固定するために使用することもできる。
【００２１】
従って、有利には、金属のインサートに、複数の、好ましくは３つの半径方向内側に向いたタブが形成され、これらタブが、アキシャルボールジョイントの中心軸から、それぞれ、ジョイントハウジングに形成された段部よりも大きく離間しているが、ラックの外周よりも小さく離間している。これら寸法により、まず、金属のインサートとジョイントハウジングの段部との間に自由空間があるので、これらの間で、軸方向の遊びが可能であることが保証されている。これにより、更に、喪失防止の意味で、減衰装置が、軸方向に、ジョイントハウジングに固定すべきステアリングギヤのラック上で滑り得ることが防止される。有利には、タブは、周方向に互いに等しく離間している。
【００２２】
本発明を、以下で図面により詳細に説明する。これから、本発明の別の有利な形成及び作用もわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】タイロッド及びステアリングギヤのアッセンブリの側面図
【図２】ステアリンギギヤのハウジングにおいて当止状態のアキシャルボールジョイント
【図３】本発明によるアキシャルボールジョイントの減衰装置の部分的に断面にした斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、アキシャルボールジョイント１を備え、このアキシャルボールジョイントを介してステアリングギヤ７と機械的に結合されたタイロッド６を側面図で示す。ステアリングギヤ７によって惹起される操作運動により、２重矢印によって示した方向のアキシャルボールジョイント１の移動を生じさせる。アキシャルボールジョイント１は、（図示してないジョイントボールを収容する片側が開放したジョイントハウジング２を有する。ジョイントボールは、ジョイントスタッド５に固定され、従って、このジョイントスタッドは、ジョイントハウジング２に対してボール旋回運動可能に支承されている。ジョイントハウジング２のステアリングギヤの側に、減衰装置１０が配置されている。減衰装置１０−当止ダンパとも呼ばれる−は、アキシャルボールジョイント１の軸方向ポットに取付けられている。図示した組み立てられた状態で、減衰装置１０は、ステアリングギヤに対するインターフェースの箇所に、即ちジョイントハウジング２とラック２０の間に存在する。
【００２５】
それぞれのステアリング回転（左及び右へ）に依存して、ラック２０は、これと結合されたアキシャルボールジョイント１を含めて２重矢印の方向に往復移動する。減衰装置１０の重要な機能は、車両がジャッキアップされた時にホイールがステアリングストッパに押し付けられることによって生じ得る機械的な損傷からステアリングギヤ７を保護することにある。この場合生じる、ステアリングギヤ７のハウジング８に作用する力は、減衰装置１０によって無害なレベルへ低減される。このため、アキシャルボールジョイント１における減衰装置１０の構成及び配置を、以下で図２及び３により詳細に説明する。
【００２６】
図２は、既に図１で示したアキシャルボールジョイント１のジョイントハウジング２の断面図を示し、図示の理由から、ジョイントスタッド５は示しておらず、これについては、ジョイントスタッド５に付設されたジョイントボール４の位置が示されている。ジョイントハウジング２は、ジョイントスタッドに付設されたジョイントボール４を収容するために適した片側が開放した部品である。ジョイントハウジング２のハウジング開口とは反対の側に、アキシャルボールジョイント１の中心軸９の方向にジョイントハウジング２から突出するハウジングスタッド３が配置されている。
【００２７】
ジョイントハウジング２は、ハウジングスタッド３の側に段部１８を備える。以下で更に詳細に説明すべき減衰装置１０は、この段部１８に挿入されている。この場合、減衰装置１０は、プレスばめによりジョイントハウジング２の段部１８に固定されている。プレスばめは、プラスチックリング１１の材料と段部１８の外周との間のプレスによって発生される。
【００２８】
図２に図示した状態によれば、ジョイントハウジング２は、ステアリングギヤ７のハウジング８に対する当止位置にある、即ち、図１による図示に関して、ジョイントハウジング２に配置された減衰装置１０がステアリングギヤ７のハウジング８と接触するまで、ジョイントハウジング２が右へ移動された。ステアリングギヤ７の方向の中心軸９に沿った力の作用に基づいて、ジョイントハウジング２は、ジョイントハウジング２とステアリングギヤ７のハウジング８との間で減衰装置１０を変形させる力を減衰装置１０に加える。減衰装置１０の構成及び機能方式を、以下で図３により詳細に説明する。
【００２９】
図３は、部分的に断面にした斜視図で、図１及び２により既に説明したように本発明によるアキシャルボールジョイント１で使用される減衰装置１０を示す。減衰装置１０は、ポリウレタンから成る弾性的な減衰要素１１と、金属のインサート１２から成り、金属のインサート１２が弾性的な減衰要素１１の材料によってオーバーモールド成形にされている、リング状の部品である。示した実施例では、部分的なオーバーモールド成形を問題にするものであり、金属のインサート１２は、弾性的な減衰要素１１の材料によって十分に包囲されている。
【００３０】
示したオーバーモールド成形に基づいて、弾性的な減衰要素１１と金属のインサート１２は、噛合い係合式に互いに結合されている。減衰装置１０は、半径方向平面に関して実質的に対称に形成されている。減衰装置１０の中心の半径方向平面に関して、減衰要素１１と金属のインサート１２の材料は、均等に両軸方向に延在する。
【００３１】
金属のインサート１２は、弾性的な減衰要素１１の材料によってほぼ完全に包囲されている。オーバーモールド成形は、金属のインサート１２の機能要素１３，１４，１５を解放するために設けられたリセス１６，１７によって中断されているに過ぎない。
【００３２】
金属のインサート１２には、図３による図示に関して上に向いた側に、周方向に互いに１２０°だけ位置をずらされた３つの軸方向のストッパ１３が形成されている。軸方向のストッパ１３は、金属のインサート１２の材料によって形成された突出部である。反対方向に、即ち図面で下に向いた側に、同様に、周方向に互いに１２０°だけ位置をずらされた周方向に互いに等しく離間した３つの軸方向のストッパ１４が形成されている。相応に、減衰要素１１の各側に、３つの、即ち全部で６つのリセス１６が形成され、これらリセスは、これらに対応するそれぞれ１つのストッパ１３，１４を解放する。
【００３３】
従って、図１による取付け状態に関して、ストッパ１３，１４は、軸方向反対側に、即ち金属のインサート１２のジョイントハウジング２の側及びステアリングギヤ７の側に形成されている。この場合、軸方向のストッパ１３，１４は、減衰要素１１のその変形されない状態の軸方向の当接面１９に対してそれぞれ軸方向に後退している。この配置により、ジョイントハウジング２とステアリングギヤ７のハウジング８との間の接触が、まず減衰要素１１の当接面１９を介して実現され、弾性的な減衰要素１１の完全な圧縮時に初めて、最終当止が、軸方向のストッパ１３，１４を介して達成されることが、保証されている。
【００３４】
リセス１６は、軸方向のストッパ１３，１４が減衰装置１０の圧縮された状態の材料変位時でもジョイントハウジング２もしくはステアリングギヤ７の当止面と直接的に接触することを保証するために、ほぼ漏斗状の拡大部を備える。
【００３５】
軸方向側のリセス１６以外に、弾性的な減衰要素１１には、更に３つのリセス１７が設けられ、これらリセスは、金属のインサート１２に形成されたそれぞれ１つの半径方向内側に向いたタブ１５を解放する。相応に、金属のインサート１２に、３つの半径方向内側に向いたタブ１５が形成され、これらタブは、互いに１２０°だけ位置をずらして配置され、これにより互いに均等に離間している。
【００３６】
タブ１５は、アキシャルボールジョイント１の中心軸９から、それぞれ、ジョイントハウジング２に形成された段部１８よりも大きく離間しているが、ラック２０の外周よりも小さく離間している。３つの内側に向けられたタブ１５が、段部１８の領域内のジョイントハウジング２の付属の外径よりも大きい内径を備えるとのこれら寸法により、まず、金属のインサート１２とジョイントハウジング２の段部１８との間に自由空間があり、この自由空間が、これらの間での軸方向の遊びを可能にすることが保証されている。更に、前記寸法により、減衰装置１０が、軸方向に、ジョイントハウジング２に固定すべきステアリングギヤ７のラック２０上で滑り得ることが有効に防止される。従って、タブ１５は、減衰装置１０を軸方向にラック２０に対して固定する喪失防止部として使用される。
【符号の説明】
【００３７】
１      アキシャルボールジョイント
２      ジョイントハウジング
３      ハウジングスタッド
４      ジョイントボール
５      ジョイントスタッド
６      タイロッド
７      ステアリングギヤ
８      ステアリングギヤのハウジング
９      中心軸
１０    ダンパ
１１    プラスチックリング
１２    メタルリング
１３    カム
１４    カム
１５    タブ
１６    リセス
１７    リセス
１８    段部
１９    当接面
２０    ラック
【図１】
0006664416.tif 000002
【図２】
0006664416.tif 000003
【図３】
0006664416.tif 000004