(57)【要約】本発明は、ボールジョイント（１）であって、部分球面（４）を備えたスリーブ（２）若しくはピン（３）及び、部分球面（４）を形状接続的に取り囲む支承ソケット（５）から成っており、支承ソケットが凹球面状の支承面（６）を備えており、支承面が二部構造のケーシング（９，１０）内に配置されており、ケーシングのケーシング半割部（９，１０）が係止エレメント（１５，１６）を有しており、係止エレメントが、相対して係合する係止突起（１７）及び係止溝（１８）を備えていて、組み立て最終位置で両方のケーシング半割部（９，１０）をスリーブ（２）若しくはピン（３）の縦軸線（１３）の方向に相対移動しないように係止している形式のものにおいて、スリーブ（２）若しくはピン（３）の部分球面（４）のための支承面（６）が、両方のケーシング半割部（９，１０）の内面に組み込まれており、ケーシング半割部（９，１０）が外周面（１１，１２）を金属性のリングエレメント（８）によって形状接続的に取り囲まれている。
2004519643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールジョイントであって、部分球面を備えたスリーブ若しくはピン及び、部分球面を形状接続的に取り囲む支承ソケットから成っており、支承ソケットが凹球面状の支承面を備えており、支承面が二部構造のケーシング内に配置されており、ケーシングのケーシング半割部が係止エレメントを有しており、係止エレメントが、相対して係合する係止突起及び係止溝を備えていて、組み立て最終位置で両方のケーシング半割部をスリーブ若しくはピンの縦軸線方向に相対移動しないように係止している形式のものにおいて、スリーブ（２）若しくはピン（３）の部分球面（４）のための支承面（６）が、両方のケーシング半割部（９，１０）の内面に組み込まれていることを特徴とするボールジョイント。
【請求項２】
ケーシング半割部（９，１０）が外周面（１１，１２）を金属性のリングエレメント（８）によって形状接続的に取り囲まれている請求項１記載のボールジョイント。
【請求項３】
リングエレメント（８）が第１の構成部分に所属しており、該構成部分がボールジョイント（１）を介して、スリーブ（２）若しくはピン（３）に結合された第２の構成部分に連結されている請求項２記載のボールジョイント。
【請求項４】
両方のケーシング半割部（９，１０）の支承面（６）を含むケーシング・内側部分（９ａ，１０ａ）とリングエレメント（８）のための支持面（１１，１２）を有するケーシング・外側部分（９ｂ，１０ｂ）との間に、スリーブ（２）若しくはピン（３）の対称縦軸線（１３）に対して実質的に平行に延びる間隙（１４）が設けられている請求項１又は２記載のボールジョイント。
【請求項５】
係止された組み立て位置でケーシング・内側部分（９ａ，１０ａ）の支承面（６）が、ばね初期応力下でスリーブ（２）若しくはピン（３）の部分球面（４）に接触している請求項１から３のいずれか１項記載のボールジョイント。
【請求項６】
ばね初期応力の大きさが係止エレメント（１５，１６）の係止深さ（ｔ）によって、若しくは両方のケーシング半割部（９，１０）の相互の圧着力によって規定されている請求項４記載のボールジョイント。
【請求項７】
両方のケーシング半割部（９，１０）のケーシング・外側部分（９ｂ，１０ｂ）が円筒形の係止エレメント（１５，１６）によって互いに係合しており、一方のケーシング半割部（９）の、部分球面（４）に向いた側に位置する円筒形の係止エレメント（１５）が円筒外周面（１５ａ）に交互に係止突起（１７）と係止溝（１８）を備えており、かつ他方のケーシング半割部（１０）の、一方のケーシング半割部の前記係止エレメントに被せ嵌められる円筒形の係止エレメント（１６）が、円筒内周面（１６ａ）に交互に係止溝（１８）と係止突起（１７）を備えており、一方のケーシング半割部の係止エレメントの前記係止突起が、他方のケーシング半割部の係止エレメントの前記係止溝内に係合し、かつ他方のケーシング半割部の係止エレメントの前記係止突起が、一方のケーシング半割部の係止エレメントの前記係止溝内に係合するようになっている請求項１から５のいずれか１項記載のボールジョイント。
【請求項８】
両方のケーシング半割部（９，１０）が端部に環状隆起部（２２，２３）を備えていて、該環状隆起部（２２，２３）を被う熱弾性の環状カバー（２４，２５）によってスリーブ（２）若しくはピン（３）に対して密閉されている請求項１から６のいずれか１項記載のボールジョイント。
【請求項９】
ケーシング半割部（９，１０）が耐摩耗性並びに耐熱性のプラスチック、例えばピリエーテルイミド、ポリアミド、ポリオキシメチレン、ポリエーテルエーテルケトンによって形成されている請求項１から７のいずれか１項記載のボールジョイント。
【請求項１０】
ボールジョイントが自動車の操舵機構、タイロッド、旋回支持部若しくは懸架装置に用いられている請求項１から８のいずれか１項記載のボールジョイント。
【請求項１１】
環状カバー（２４，２５）が材料接続的にケーシング半割部（９，１０）に結合されている請求項８から１０のいずれか１項記載のボールジョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ボールジョイントであって、部分球面を備えたスリーブ若しくはピン及び、部分球面を形状接続的に取り囲む支承ソケットから成っており、支承ソケットが凹球面状の支承面を備えており、支承面が二部構造のケーシング（２つの構成部分から成るケーシング）内に配置されており、ケーシングのケーシング半割部が係止エレメントを有しており、係止エレメントが、相対して係合する係止突起及び係止溝を備えていて、組み立て最終位置で両方のケーシング半割部をスリーブ若しくはピンの縦軸線方向に相対移動しないように係止している形式のものに関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願第１００２３６０２Ａ１号明細書に記載のボールジョイントにおいては、支承ソケットが分離された構成部分として形成されいて、両方の両方のケーシング半割部間に緊定されている。支承ソケットが少なくとも２つの構成部分によって形成されていて、スリーブの部分球面と凹球面状の支承面との正確な接触のために正確に調整されて、外周面を両方のケーシング半割部内に遊びなく締め付けられねばならない。大量生産される該ボールジョイントには、少なくとも４つの構成部分、即ちスリーブ若しくはピンの部分球面に正確に適合させられねばならない２つの支承ソケット及び２つのケーシング半割部が必要である。
【０００３】
ドイツ連邦共和国実用新案第１９８４４５３Ｕ１号明細書に記載のボールジョイントにおいては、部分球面を備えたリングが鏡面対称的な２つの支持片間でボルトに緊定されており、部分球面上に、凹球面状の支承面を備えた分割された外側リングが弾性的なケースを用いて締め付けられており、ケースが操舵機構の開口内の２つのスナップリング間に保持されている。ボルトがシャーシの２つのフランジ間に配置されていて、ねじ頭部と逆の側の端部で座金、ナット及び割ピンによって固定されている。この場合には欠点として、互いに正確に適合させられねばならない構成部分の数が多く、このことはボールジョイントの製造並びに組み立てを煩雑にすることにつながる。
【０００４】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式のボールジョイントを改善してボールジョイントの製造及び組み立てを簡単にすると共に、両方のケーシング半割部間の相対位置を組み立てに際して規定することによって部分球面と支承面との間の正確な接触、即ち正確な座着、ひいてはボールジョイントの小さい摩擦力を保証することである。
【０００５】
前記課題を解決するために本発明に基づく構成では、スリーブ若しくはピンの部分球面のための支承面が、両方のケーシング半割部の内面に組み込まれ、即ち統合されている。
【０００６】
本発明に基づく前記構成によって、両方のケーシング半割部間の相対位置が組み立てに際して、互いに係合する係止突起と係止溝を備えた係止部材の係合深さ、若しくは差し嵌め力によって正確に規定され、その結果、スリーブ若しくはピンの部分球面と支承ソケットの凹球面状の支承面との間の正確な接触が達成される。
【０００７】
本発明の有利な実施態様では、ケーシング半割部が外周面で金属性のリングエレメントによって形状接続的に取り囲まれている。この場合、両方のケーシング半割部を取り囲む金属性のリングエレメントも、両方のケーシング半割部を互いに差し嵌める際のケーシング半割部間の相対位置の規定に役立っている。リングエレメントが第１の構成部分に所属しており、該構成部分がボールジョイントを介して、スリーブ若しくはピンに結合された第２の構成部分にヒンジ的に連結されている。リングエレメントは、金属材料ではなく別の適当な材料、例えばプラスチックから、若しくは金属とプラスチックとの複合材料から形成されていてよい。
【０００８】
本発明の特に有利な実施態様では、両方のケーシング半割部の支承面を含むケーシング・内側部分とリングエレメントのための支持面、即ち外周面を有するケーシング・外側部分との間に、スリーブ若しくはピンの対称縦軸線に対してほぼ平行に延びる間隙が設けられている。該間隙によって、支承面を有するケーシング・内側部分がケーシング半割部を互いに差し嵌める際に外側へばね弾性的にたわむ。この場合に有利には、係止された組み立て位置、即ち組み立て最終位置でケーシング・内側部分の支承面が、所定のばね初期応力下でスリーブ若しくはピンの部分球面に接触している。リング状に形成された板ばねの形状の支承面、即ちケーシング内側部分のばね初期応力が、ケーシング半割部の係止エレメントの係止深さに基づき調節可能である。所定回数のヒンジ運動によって部分球面と支承面とを摺り合わせて部分球面と支承面とを遊びなく正確に接触させることが可能である。不都合な遊び、ひいては不都合な傾倒運動（旋回若しくは回動運動）を生ぜしめることのないボールジョイント若しくは過度に大きな摩擦力を生ぜしめることのないボールジョイントを提供することができる。
【０００９】
本発明に基づくボールジョイントは２つの構成部分しか必要とせず、それというのは凹球面状の支承面が両方のケーシング半割部に組み込まれているからである。これによって、簡単な製造、並びに簡単、迅速かつ確実な組み立てが保証される。
【００１０】
組み立てに際して、両方のケーシング半割部のケーシング・外側部分が円筒形の係止エレメントによって互いに係合し、この場合、一方のケーシング半割部の、ボールヘッドに向いた側に位置する円筒形の係止エレメントが円筒外周面に交互に係止突起と係止溝を備えており、かつ他方のケーシング半割部の、一方のケーシング半割部の前記係止エレメントに被せ嵌められる円筒形の係止エレメントが、円筒内周面に交互に係止溝と係止突起を備えており、一方のケーシング半割部の係止エレメントの前記係止突起が、他方のケーシング半割部の係止エレメントの前記係止溝内に係合し、かつ他方のケーシング半割部の係止エレメントの前記係止突起が、一方のケーシング半割部の係止エレメントの前記係止溝内に係合するようになっている。両方の係止エレメントの円筒形の外周面が金属性のリングエレメントに正確に接触して、該リングエレメントによって形状接続的に取り囲まれているので、係止結合部の係止解除は破壊することなしには行われない。ケーシング・内側部分のばね初期応力が係止エレメントの係止力を高めることに寄与している。
【００１１】
係止エレメントを係止舌片によって形成することも可能であり、このような手段はドイツ連邦共和国特許出願第１００２３６０２Ａ１号明細書に添付の図１及び図３に示してある。
【００１２】
ボールジョイント内への汚れの侵入、ひいては不都合な摩擦の発生を防止するために、両方のケーシング半割部が端部に環状隆起部を備えていて、該環状隆起部を被う熱弾性の環状カバー又はパッキンによってスリーブ若しくはピンに対して密閉されている。環状カバーが直接的に若しくは間接的にばね弾性的な応力下でケーシング半割部に取り付けられ、若しくはケーシング半割部に材料接続的に結合されている。材料接続的な結合として、例えば二成分射出成形法が用いられてよい。
【００１３】
スリーブ若しくはピンが適当な合金から形成されているのに対して、ケーシング半割部は耐摩耗性並びに耐熱性のプラスチック、例えばピリエーテルイミド、ポリアミド、ポリオキシメチレン、ポリエーテルエーテルケトンによって形成されていてよい。本発明に基づくボールジョイントが特に、自動車の操舵機構、タイロッド、旋回支持部若しくは懸架装置に有利に用いられている。
【００１４】
次に本発明の複数の実施例を図面に基づき詳細に説明する。すべての図面において、同じ機能を生ぜしめる構成部分には同じ符合が付けてある。
【００１５】
図１乃至図３に示す第１の実施例において、ボールジョイント１は、部分球面４を備えたスリーブ２及び、凹球面状の複数の支承面６を備えていて部分球面４を形状接続的に、即ち形状による拘束（束縛）を伴った状態で取り囲む支承ソケット（支承胴）５から成っており、複数の支承面が共通の１つのケーシング７内に配置されている。ケーシング７が両方のケーシング半割部９，１０によって形成されており、両方のケーシング半割部が外周面１１，１２を金属性のリング８によって形状接続的に取り囲まれている。リング８が第１の構成部分（図示せず）に所属しており、該構成部分がボールジョイント１を介して、スリーブ２に結合すべき第２の構成部分（同じく図示せず）にヒンジ的に連結される。
【００１６】
部分球面４に対応する凹球面状の支承面６が、ケーシング半割部９，１０のケーシング・内側部分９ａ，１０ａ内に統合されている。
【００１７】
図２及び図３から明らかであるように、両方のケーシング半割部９，１０の、支承面６を含むケーシング・内側部分９ａ，１０ａとリング部材８のための支持面１１，１２を有するケーシング・外側部分９ｂ，１０ｂとの間に、スリーブ２の対称縦軸線１３に対してほぼ平行に延びる間隙（スリット）１４が設けられている。両方のケーシング・外側部分９ｂ，１０ｂに円筒形の係止エレメント１５，１６を配置してあり、該係止エレメントが互いに嵌め合わされている。第１のケーシング半割部９の、ボールヘッド４の側に位置する円筒形の係止エレメント１５が、円筒外周面１５ａに交互に係止突起１７及び係止溝１８を備えているのに対して、第２のケーシング半割部１０の係止エレメント１６の円筒内周面１６ａが対応する係止溝１８及び係止突起１７を備えており、係止突起が図３に示してあるように係止溝にフック状に係合している。
【００１８】
図２から明らかなように、各ケーシング半割部９，１０はそれぞれリングフランジ９ｃ，１０ｃを有しており、該リングフランジが端面でリングエレメント８に接触しており、該リングエレメントの幅Ｂが円筒形の両方の係止エレメント１５，１６の係止深さｔを規定している。係止深さｔはリングエレメント８の幅Ｂと関連して、係止された組み立て位置においてケーシング・内側部分９ａ，１０ａの支承面６を所定のばね応力下でスリーブ２若しくはピン３（図７乃至図９、参照）の部分球面４に接触させるように設定されている。該ばね応力の大きさは、円筒形の係止エレメント１５，１６の係止深さｔによって調節可能である。両方のケーシング半割部９，１０の矢印１９，２０の方向での差し嵌めに際して、ケーシング・内側部分９ａ，１０ａが部分球面４との接触の後に外側へ矢印２１の方向に弾性的にたわみ、所望の係止深さｔ並びに所望のばね応力が達成される。
【００１９】
係止深さｔは、ケーシング半割部９，１０を互いに矢印１９，２０の方向で差し嵌める際の差し嵌め距離若しくは差し嵌め力によって正確に規定される。
【００２０】
図４乃至図６に示す第２の実施例は図１乃至図３に示す第１の実施例と次の点で異なっており、即ち、両方のケーシング半割部９，１０が端部に環状隆起部２２，２３を備えていて、かつ該環状隆起部を被う熱弾性の環状カバー２４，２５によってスリーブ２に対して密閉されている。これによって、ボールジョイントがほこり及び湿気の侵入に対して保護されている。
【００２１】
両方のケーシング半割部９，１０が有利には耐摩耗性並びに耐熱性のプラスチック、例えばピリエーテルイミド、ポリアミド、ポリオキシメチレン、ポリエーテルエーテルケトンから射出成形によって形成されている。
【００２２】
図７乃至図９にボールジョイントの第３の実施例を示してあり、該実施例は前述の両方の実施例と次の点で異なっており、即ち、リングエレメント８が第１の構成部分８ａに所属しており、該構成部分がボールジョイント１を介して、ピン３に結合すべき第２の構成部分（図示せず）に連結される。ピン３が同じく部分球面４を備えており、部分球面が、ケーシング・内側部分９ａ，１０ａ内に組み込まれた支承部５の、部分球面に対応して形成された凹球面状の支承面６によって保持されている。前述の実施例と同じ機能の構成部分には、同じ符合が付けてある。
【００２３】
図１０は、ボールジョイントの分解側面図であり、ケーシング半割部９，１０、ケーシング・外側部分９ｂ，１０ｂ、円筒形の係止エレメント１５，１６、並びにバーブ状（逆鉤状）の係止突起１７及び該係止突起間に位置する係止溝１８が示してある。環状隆起部２２，２３は前述の実施例に相当するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ボールジョイントの第１の実施例の側面図。
【図２】
図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。
【図３】
図２の符合ＩＩＩの箇所の拡大図。
【図４】
ボールジョイントの第２の実施例の側面図。
【図５】
図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図。
【図６】
図５の符合ＶＩの箇所の拡大図。
【図７】
ボールジョイントの第３の実施例の側面図。
【図８】
図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図。
【図９】
図８の符合ＩＸの箇所の拡大図。
【図１０】
両方のケーシング半割部の分解側面図。
【符号の説明】
１  ボールジョイント、  ２  スリーブ、  ３  ピン、  ４  部分球面、  ５  支承ソケット、  ６  支承面、  ７  ケーシング、  ８  リングエレメント、  ９，１０  ケーシング半割部、  １１，１２  外周面、  １３  対称縦軸線、  １５，１６  係止エレメント、  １５ａ  円筒外周面、  １６ａ  円筒内周面、  ２２，２３  環状隆起部、  ｔ  係止深さ
【国際公開パンフレット】
2004519643.tif 000003
2004519643.tif 000004
2004519643.tif 000005
2004519643.tif 000006
2004519643.tif 000007
2004519643.tif 000008
2004519643.tif 000009
2004519643.tif 000010
2004519643.tif 000011
2004519643.tif 000012
2004519643.tif 000013
2004519643.tif 000014
2004519643.tif 000015
2004519643.tif 000016
2004519643.tif 000017
2004519643.tif 000018
2004519643.tif 000019
2004519643.tif 000020
2004519643.tif 000021
2004519643.tif 000022
【国際調査報告】
2004519643.tif 000023
2004519643.tif 000024
2004519643.tif 000025
2004519643.tif 000026
2004519643.tif 000027
2004519643.tif 000028