(57)【要約】  本発明は、実質的に球状の内面に少なくとも１つのハウジングを含むシェルを形成するように、第１注入ポイントを介して第１材料を注入するステップと、シェルのハウジング内に接触領域を形成するように、第２注入ポイントから第２材料を注入するステップとを有する、車両のボールジョイント用のケージを製造する方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のボールジョイント用ケージの製造方法であって、
実質的に球状の内面（２１）に少なくとも１つのハウジング(３１，３３)を有するシェル（１）を形成するように、第１注入ポイント（２２）から第１材料を注入するステップと、
シェル（１）のハウジング（３１，３３）内に接触領域を形成するように、第２注入ポイント（３４）から第２材料を注入するステップと、
を含む、ボールジョイント用ケージの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
第２材料は、第２注入ポイント（３４）と少なくとも１つのハウジング（３１，３３）との間の少なくとも１つの通路内を循環する
ボールジョイント用ケージの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
第１材料を注入するステップの後に、第１金型からシェル（１）を取り出すステップと、第２金型内にシェル（１）を配置するステップとを含む
ボールジョイント用ケージの製造方法。
【請求項４】
請求項１または２において、
第１材料を注入するステップの後に、シェル（１）から金型の第１中子を取り出すステップと、シェル（１）に第２中子を挿入するステップとを含む
ボールジョイント用ケージの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つの方法によって製造された、車両のボールジョイント用ケージであって、
第１材料からなるシェル（１）と、シェル（１）の実質的に球状の内面に一体的に配置される第２材料からなる少なくとも１つの接触領域とを含む
車両のボールジョイント用ケージ。
【請求項６】
請求項５において、
少なくとも１つの接触領域は、シェル（１）の内面（２１）によって包囲される
ボールジョイント用ケージ。
【請求項７】
請求項５または６において、
少なくとも１つの接触領域は、内面（２１）に対して起伏する起伏部を形成する
ボールジョイント用ケージ。
【請求項８】
請求項５から７の何れか１つにおいて、
少なくとも１つの接触領域は、少なくとも１つの通路（３２）によって第２注入ポイント（３４）に接続される
ボールジョイント用ケージ。
【請求項９】
請求項８において、
少なくとも１つの通路（３２）は、内面（２１）と同一の平面内にある
ボールジョイント用ケージ。
【請求項１０】
請求項５から９の何れか１つにおいて、
第１材料は、ヤング率が１０，０００ＭＰａよりも大きい材料である
ボールジョイント用ケージ。
【請求項１１】
請求項５から１０の何れか１つにおいて、
第２材料は、ヤング率が３，０００ＭＰａ程度の材料である
ボールジョイント用ケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングのボールジョイントまたはサスペンションのボールジョイントのような、車両のボールジョイント用ケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両のタイロッドは、その端部の一方がラックに、他方がホイールに接続されている。それぞれの接続部は、２つの部分を完全に平行移動するように接続して前記の２つの部分が一緒に回転できるようにするボールジョイントによって形成される球状の接続部である。
【０００３】
ボールジョイントの２つの部分は、ケージとヘッドである。
【０００４】
ケージは、ヘッドを受けて保持するための実質的に球形のキャビティを有する。球状のキャビティは、底部と、底部から延びる保持タブとによって区画されている。
【０００５】
ヘッドは、キャビティ内へ、すなわちケージの複数の保持タブの間へ導入するための、実質的に球形のヘッドを備えるピボットである。
【０００６】
車両の運転中に受ける力や温度に対してボールジョイントが抵抗できるようにするため、剛性の高い材料を使用することが必要な場合がある。
【０００７】
ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）または例えばガラス繊維や炭素繊維を担持したポリフタルアミド（ＰＰＰＡ）の群からなるポリマーの混合物のような、ヤング率が１０，０００ＭＰａより大きい材料でケージを製造することが、この技術分野で知られている。以下の説明では、このような材料を剛性と称する。
【０００８】
しかしながら、ケージを構成する保持タブの柔軟性が低いため、ケージにヘッドを組み付けるのは困難である。実際、ヘッドを球状のキャビティに導入することにより、保持タブの根元に大きな応力集中が生じてクラックが発生し、破断するおそれがある。
【０００９】
さらに、剛性の高い材料を使用すると、車両の運転中に、スティックスリップ現象と呼ばれる、ヘッドとケージとの間のぎくしゃくした動きが生じることがある。この現象のため、特に騒音の問題が発生する。
【００１０】
また、ボールジョイント用のケージを、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）のようなヤング率が３，０００ＭＰａ程度の材料で製造することもこの技術分野では知られている。以下の説明では、このような材料を弾性と称する。
【００１１】
弾性材料の摺動特性により、ケージとヘッドの間の摩擦を制限することができ、スティックスリップ現象を回避できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、機械的な力に伴う熱応力は、弾性材料が流動する原因となる。このため、ヘッドとケージの間にクリアランスが生じることがあり、ボールジョイント用のこのようなケージを適用できる分野が制限されることになる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、車両のボールジョイント用ケージの製造方法を提案することにより、前記欠点の全部または一部を改善することを目的とし、この方法は、
実質的に球状の内面に少なくとも１つのハウジングを有するシェルを形成するように、第１注入ポイントから第１材料を注入するステップと、
シェルのハウジング内に接触領域を形成するように、第２注入ポイントから第２材料を注入するステップと、
を含む。
【００１４】
ボールジョイント用ケージのシェルは、第１材料を注入するステップの間に、前記第１材料によって成形される。シェルは、少なくとも１つのハウジングが広がる実質的に球形の内面を有するキャビティを備える。ハウジングという用語は、シェルの厚みの範囲に形成された凹部を意味する。
【００１５】
前記第２材料を注入するステップの間に、シェルの少なくとも１つのハウジングに第２材料が充填される。
【００１６】
したがって、ボールジョイント用ケージの第１材料と第２材料とは分離できなくなる。これにより、ボールジョイントを形成するためにケージとヘッドの組み立てが容易になる。さらに、２つの材料の組み立てにより、第１材料の機械的特性と第２材料の摺動特性を有するボールジョイント用ケージを得ることができる。
【００１７】
本発明の特徴によれば、第２材料は、第２注入ポイントと少なくとも１つのハウジングとの間の少なくとも１つの通路内を循環する。
【００１８】
したがって、第２材料は、第２注入ポイントから通路を通ってハウジングまで案内される。
【００１９】
第２注入ポイントは、シェルの厚みの範囲に形成することが好ましい。
【００２０】
本発明の特徴によれば、第２材料は、第２注入ポイントと複数のハウジングとの間または／及び複数のハウジングの間の複数の通路内を循環する。
【００２１】
したがって、第２材料を１つの注入ポイントで注入することにより、全てのハウジングを充填できる。ケージの製造は、２つの異なる注入ポイントで材料を注入する２つのステップによって行われる。
【００２２】
本発明の特徴によれば、製造方法は、第１材料を注入するステップの後に、第１金型からシェルを取り出すステップと、第２金型内にシェルを配置するステップとを含む。
【００２３】
第１金型により、シェルのキャビティの内面に少なくとも１つのハウジングを形成することが可能になる。したがって、第１金型は、第１コアと協働する第１雌型部を含む。第１コアは、少なくとも１つのハウジングに対応して少なくとも１つの肩部（段部）が広がる実質的に球形の要素を含む。「肩部」という用語は、突出面を意味する。
【００２４】
第１材料の冷却及び固化の後に、シェルが第１金型から取り出され、第２金型に再び配置される。
【００２５】
第２金型は、第２中子と協働する第２雌型部を含む。第２雌型部は、第２注入ポイントを有することが好ましい。第２中子は、シェルの内面に対して起伏する起伏部として少なくとも１つの接触領域を形成できるように、少なくとも１つのハウジングに対応する少なくとも１つの凹部において広がる、実質的に球形の要素を含むことが好ましい。
【００２６】
他の実施形態によれば、製造方法は、第１材料を注入するステップの後に、シェルから金型の第１中子を取り出すステップと、シェルに第２中子を挿入するステップとを含む。
【００２７】
したがって、第１材料の冷却及び固化の後に、金型の第１中子がシェルから取り出され、その後に金型の第２中子が第１中子の代わりにシェルに挿入される。
【００２８】
この実施形態では、第１中子と第２中子は、第１中子と第２中子を順に挿入可能にする回転軸上に装着される。
【００２９】
また、本発明は、第１材料で形成されるシェルと、シェルの実質的に球状の内面に一体的に配置された第２材料で形成される少なくとも１つの接触領域とを含む、本発明に係る方法によって製造された車両のボールジョイント用ケージに関する。
【００３０】
したがって、シェルは、第１材料の機械的特性と第２材料の摺動特性を有する単一の要素として製造される。
【００３１】
例えば、ボールジョイント用ケージは、その運転中に受ける力と温度に抵抗できる機械的堅牢性と、ボールジョイント用のケージとヘッドの間のスティックスリップ現象を回避できる摺動特性とを有する。
【００３２】
本発明の特徴によれば、少なくとも１つの接触領域は、シェルの内面によって包囲される。
【００３３】
したがって、第２部材は、ボールジョイント用ケージとボールジョイント用ヘッドとの間に隙間が形成されるように流動し得ない。
【００３４】
実際、機械的な力を伴う熱応力を受ける間、第２材料は、シェルの内面を構成する第１材料によって支持される。
【００３５】
本発明の特徴によれば、少なくとも１つの接触領域は、内面に対して起伏する起伏部を形成する。
【００３６】
したがって、ボールジョイント用ヘッドは、内面の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を有する少なくとも１つの接触領域とのみ接触する。
【００３７】
さらに、ボールジョイントを形成するためにケージとヘッドを組み立てるときに、ボールジョイント用ケージの少なくとも１つの接触領域にヘッドが完全に接触するように、少なくとも１つの接触領域は部分的に押しつぶされる。
【００３８】
本発明の特徴によれば、ボールジョイント用ケージは、複数の接触領域を有する。
【００３９】
したがって、接触領域は、ケージの内周面の全体に、より良好に分散する。
【００４０】
さらに、接触領域の大きさが小さくなり、第２材料の流動のおそれが低減する。
【００４１】
本発明の特徴によれば、少なくとも１つの接触領域は、少なくとも１つの通路によって第２注入ポイントに接続される。
【００４２】
したがって、ボールジョイント用ケージの製造中に、接触領域を構成する第２材料は、単一の位置で注入され、その後に、接触領域の全体に充填されるように、少なくとも１つの通路から拡散する。
【００４３】
本発明の特徴によれば、複数の接触領域が複数の通路によって互いに接続される。
【００４４】
本発明の特徴によれば、少なくとも１つの通路は、内面と同一の平面にある。
【００４５】
したがって、少なくとも１つの通路は、ボールジョイント用ヘッドと接触しない領域に位置する。
【００４６】
本発明の特徴によれば、第１材料は、ヤング率が１０，０００ＭＰａよりも大きい材料である。
【００４７】
したがって、第１材料により、ボールジョイント用ケージは、運転中に車両の方向へ作用する力と温度に抵抗できる。
【００４８】
本発明の特徴によれば、第２材料は、ヤング率が３，０００ＭＰａ程度の材料である。
【００４９】
したがって、第２材料により、ボールジョイント用のケージとヘッドとの間の摩擦を制限でき、スティックスリップ現象を回避できる。
【００５０】
本発明は、添付の概略図を参照して説明される非限定的な例としての、本発明に係る実施形態に関する以下の説明によって、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明に係るボールジョイント用シェルの断面図である。
【図２】図２は、本発明に係るボールジョイント用シェルの保持タブである。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１に示されているボールジョイント用のシェル１は、第１材料を注入するステップを含む方法を用いて製造される。
【００５３】
シェル１を構成する第１材料は、車両のパワーステアリングシステムで受ける機械的な力及び温度に対してシェル１が抵抗できる機械的特性を有する。第１材料のヤング率は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、または、例えばガラス繊維もしくは炭素繊維を担持したポリフタルアミド（ＰＰＡ）の群からなるポリマーの混合物のように、１０，０００ＭＰａよりも大きい。
【００５４】
第１材料は、第１注入ポイント２２から金型内へ液状で射出され、粘性の状態になる。金型は、第１中子と協働する雌型部を有する。雌型部は、球状のキャビティと第１注入ポイント２２とを有する。第１中子は、雌型部の球状キャビティと協働し且つ肩部が広がる球状要素を含む。
【００５５】
第１材料を注入するステップの間に製造されるシェル１は、実質的に円形の開口部を有する所定半径Ｒ１の実質的に球形のキャビティを含む。キャビティは、図２に示されるように、開口部に対向する底部２３から一様に延びる５つの同一の保持タブ４３によって形成されている。底部２３は、第１注入ポイント２２を有する。
【００５６】
キャビティの回転軸ＹＹ’は、底部２３と直角の軸として定められる。
【００５７】
キャビティの赤道ＸＸ’は、底部２３からキャビティの半径Ｒ１に等しい距離の位置で回転軸ＹＹ’と直角に交わる軸ＸＸ’として定められる。
【００５８】
保持タブ４３は、切欠き４２により、隣接する保持タブ４３の側縁４４から分離された側縁４４を有する。
【００５９】
底部２３とキャビティの赤道ＸＸ’との間に含まれる保持タブ４３の一部を下側領域と称し、キャビティの赤道ＸＸ’と開口部との間に含まれる保持タブ４３の一部を上側領域と称する。
【００６０】
保持タブ４３の各下側領域は、キャビティＸＸ’の赤道から４ｍｍ、底部２３から２ｍｍ、および保持タブ４３の各側縁４４から２ｍｍ延びる、深さが０．２８ｍｍのハウジング３３を有する。
【００６１】
保持タブ４３の各上側領域は、回転軸ＹＹ’に沿って延びる切欠き４１によって分離された２つの伸長部４を含む。各伸長部４は、キャビティＸＸ’の赤道から１．５ｍｍ、開口部から１．５ｍｍ、伸長部の各側縁４４から１．５ｍｍ延びる、深さが０．２８ｍｍのハウジング３１を有する。
【００６２】
保持タブの各伸長部４の各ハウジング３１は、保持タブ４３の下側領域のハウジングに通路３２によって接続され、その下部領域のハウジング自体は、回転軸ＹＹ’上のシェル１の厚み部分に形成された第２注入ポイント３４に別の通路３２によって接続されている。
【００６３】
ハウジング３３，３１及び通路３２は、第１中子の肩部によって形成される。
【００６４】
シェル１が固化すると、この製造方法では、金型から第１中子を取り出すステップと、次にシェル１に第２中子を挿入するステップとが実行される。
【００６５】
第２中子は、第１中子の球状要素の直径と実質的に同様の直径を有する球状要素を有し、シェル１の球状のキャビティと協働することができる。第２中子の球状要素は、シェル１のハウジング３１，３３に面する凹部を有する。
【００６６】
第２中子は、第１中子の球状要素の直径と実質的に同様の直径を有する球状要素を有し、シェル１の球状のキャビティと協働することができる。第２中子の球状要素は、シェル１のハウジング３１，３３に面する凹部を有する。
【００６７】
そして、この製造方法では、第２材料を注入するステップが実行される。
【００６８】
第２材料は、第１材料よりも優れた摺動特性を有するが、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）のような３，０００ＭＰａ程度のヤング率を有する。したがって、第２材料は、車両のステアリングにおいて生じるような機械的及び熱的な応力が生じる場合は流動する。
【００６９】
第２材料は、第２注入ポイント３４から金型内に液状で射出され、粘性の状態になる。第２材料は、シェル１のハウジング３３，３１および第２中子の凹部を満たすように、第２注入ポイント３４からシェル１の流路３２へ流入する。したがって、ハウジング３１、３３内に存在する第２材料（以下では接触領域と称する）が、保持タブ４３の内面２１に対して起伏する、０．０２ｍｍの厚さを有する起伏部を形成する。チャンネル３２内に存在する第２材料は、内面２１と同一の面になる。
【００７０】
ハウジング３１，３３が第２材料で充填されたシェル１は、以後はケージと呼ばれる。
【００７１】
第２材料が固化すると、ケージは金型から取り出される。
【００７２】
最後に、ボールジョイントを組み立てるステップは、例えば、車両のステアリング用のボールジョイントまたはサスペンション用のボールジョイントを作り出すように、ボールジョイント用ヘッドをケージ内に挿入することを含む。
【００７３】
組み立て中に、ボールジョイント用のヘッドが接触領域に接触して、接触領域を部分的に押しつぶす。このようにして、ヘッドはケージ内に完全に適合する。
【００７４】
ヘッドは、ボールジョイントに圧縮応力が作用するときに、保持タブ４３の下側領域の接触領域と接触するように構成されている。
【００７５】
ヘッドは、ボールジョイントに引張応力が作用するときに、保持タブ４３の上部領域の接触領域と接触するように構成されている。
【００７６】
言うまでもなく、本発明は、添付の図に記載され、表された実施形態には限定されない。特に、種々の要素の構成の観点から、または技術的同等物との置換により、本発明の保護範囲を逸脱することなく変更することが可能である。
【図１】
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【図２】
2020534485.tif 000004
【国際調査報告】
2020534485.tif 000005
2020534485.tif 000006
2020534485.tif 000007
2020534485.tif 000008