JP2008510110A - 自動車のためのボールジョイント - Google Patents

Abstract

車両のためのボールジョイントであって、壁７と底面８と開口９とを有したケーシング４と、ジョイントボール１とジャーナル２とを有していて、ジョイントボール１で回転可能かつ旋回可能にケーシング４に支承されていて、開口９を通ってケーシング４から外方に延びているボールジャーナル３と、ケーシング４に配置されている電子的な構成素子１４と、構成素子１４に電気的に接続されている、ケーシング４内に配置された導電的な接続部１７とが設けられている形式のものにおいて、導電的な接続部１７が構成素子１４から出て、開口９の領域で、または開口９を通って、ケーシング４から外部へと延びている。

Description

本発明は、車両のためのボールジョイントであって、壁と底面と開口とを有したケーシングと、ジョイントボールとジャーナルとを有していて、ジョイントボールで回転可能かつ旋回可能にケーシングに支承されていて、開口を通ってケーシングから外方に延びているボールジャーナルと、ケーシングに配置されている電子的な構成素子と、構成素子に電気的に接続されている、ケーシング内に配置された導電的な接続部とが設けられている形式のものに関する。

リンクは、ホイールを車体に結合するシャーシの主要な構成部分であって、金属製の力伝達体と、端部に取り付けられた力導入点（ジョイント点）とから成っており、サスペンション側の結合部は通常ボールジョイントとして形成されている。今日の車両では、車体に対するホイールの位置を送信する車高センサがますます使用されている。通常、このようなセンサは、車体に固定されていて、リンケージを介してリンクに連結されている回転信号発信器として形成されている。数年来、このセンサと、センサの別の機能ならびに別のセンサの機能とをボールジョイントに組み込むことが考えられている。

欧州特許公開第０６１７２６０号明細書により公知のボールジョイントでは、ボールジャーナルに磁石が設けられていて、このボールジャーナルはケーシングに一体的に形成されているボールソケットに支承されている。挿入体は、ロックを介してケーシングに結合されていて、シール部材を介してケーシングに対してシールされている。挿入体は差込コネクタを有しており、差込コネクタは導電的に、ケーシングに設けられたプリント基板に接続されている。プリント基板は一体的に挿入体に形成されたホルダに配置されていて、磁界に敏感なセンサを支持している。

センサが装着されているケーシング底面領域が道路に向かって配置されている場合、飛石、汚れ、湿気により挿入体または差込コネクタが損傷される恐れがあるので、センサ、プリント基板及び／又は差込コネクタの機能性は底面領域から侵入する不純物により損なわれる恐れがある。

このような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ボールジョイントを改良して、ボールジョイントの底面が道路に向かって配置されている場合に、底面領域を介して侵入する不純物による構成素子および電気的な接続部の損傷の可能性を減じることである。

この課題は、請求項１記載のボールジョイントにより解決される。有利な別の構成は請求項２以下に記載されている。

自動車のための本発明によるボールジョイントは、壁と、底面と、開口とを有したケーシングと、ジョイントボールおよびジャーナルを有したボールジャーナルと、電気的な構成素子とを有しており、この場合、ボールジャーナルは、ジョイントボールで回転可能かつ旋回可能にケーシングに支承されていて、開口を通ってケーシングから外方へと延びており、電気的な構成素子はケーシング内に配置されていて、ケーシングに配置された、構成素子に電気的に接続されている導電的な接続部を有している。この場合、導電的な接続部は構成素子から、開口の領域で、または開口を通ってケーシングから外方へと延びている。

本発明によるボールジョイントの開口の領域または開口を通って、導電的な接続部が導出されていることにより、ボールジョイントの底面領域には導電体のための通路を設けなくて良い。従ってこのような通路は、ボールジョイントの底面が道路に向かって配置されていて、飛石、汚れ、湿気が底面に作用する場合も、もはや損なわれることはないので、構成素子および導電的接続部が、底面領域から侵入する不純物により損傷される恐れは減じられる。

この場合、底面は有利には閉じられた底面であって、堅固に壁に結合されているか、または壁に一体的に形成されていて良い。底面が壁に一体的に形成されている場合には、壁に対して底面をシールするためのシール部材を省くことができる。従って、このようなシール部材はもはや、飛石、汚れ、湿気によって損傷されることはなく、本発明によるボールジョイントの底面が道路に向かって配置されている場合も、ケーシングへの不純物の侵入に関する底面領域の別の弱い個所もなくなる。

ケーシングは金属から成っており、壁と底面は特に一体の薄板部分から製造されている。従って、構成素子は、例えば近くにある装置、列車の電磁ブレーキ、または自然の磁界により生じる電磁的な外乱に対してシールドされ得る。

ボールジョイントに電子的な構成素子が組み込まれている場合、これらの構成素子はボールジョイントの底面領域に配置することが有効であることがわかった。従って本発明によるボールジョイントは有利には、開口が底面の反対側に位置していて、ボールジョイントと底面との間に構成素子が配置されていて、導電接続部が少なくとも所定の区分でボールジョイントと壁との間に延びているように形成されている。この場合、導電接続部は適当な形式でケーシングに対して電気的に絶縁することができる。

ケーシングにジョイントボールを良好に支承するために、ケーシングには、ジョイントボールを収容するボールシェルを配置することができる。この場合、導電的な接続部は有利には少なくとも所定の区分で、ボールシェルと壁との間で延びている。ボールシェルはこの場合、特にばねエレメントを有していて、これによりボールジョイントはボールシェル内にスナップインすることができる。さらに、滑り特性を改善するために潤滑剤をケーシング内に装入することができる。

ボールシェルに、構成素子を支持する、ケーシング内に配置された構成素子ホルダを結合することができる。この場合、構成素子は有利にはスナップ結合部を介して、構成素子ホルダに固定されている。構成素子ホルダ自体は、スナップエレメントを介してボールシェルに結合することができる。さらに構成素子ホルダは、ケーシング内に装入された潤滑剤に構成素子が直接接触しないように保護部材として働くことができる。

壁には、開口を取り囲み、特に、Ｓ字形の横断面を有する閉鎖部材を固定することができる。この閉鎖部材は、貫通開口又は貫通孔を有し、この開口または貫通孔を通って導電的な接続部が延びている。この場合、閉鎖部材には有利にはシールベローズが固定されていて、このシールベローズは閉鎖部材から外方へ、ジョイントジャーナルにまで延びており、貫通孔はシールベローズによってシールされている。

導電的な接続部は例えば、ろう接、リベット、溶接によって構成素子に接続されていて、単数又は複数の導電体を有しており、特に、単芯または多芯ケーブルとして形成することができる。しかしながら有利には導電的な接続部は、フレキシブルなプリント基板として形成されていて、これは例えばフレキシブルなプラスチックに埋め込まれた導体路を有している。

構成素子は、ボールジョイントケーシングに対するボールジャーナルの回転及び／又は変位を検出するために働く。このために、ボールジャーナルには、例えば磁石のような信号発信器をとりつけることができ、この場合、構成素子はセンサ、特に磁界センサを有している。この場合、磁石は有利には、ジョイントボールの、ジャーナルとは反対側の領域に取り付けられていて、特に永久磁石として形成されている。構成素子がセンサもしくは磁界センサを有しているという記載は限定的なものではないと解釈されたい。特に、構成素子はセンサもしくは磁界センサとして形成されていても良い。しかしながら、従来のセンサ構成素子では、実際のセンサは、通常、例えば、温度補償、線形化等のために、それ自体センサ機能を加えない付加的な回路とともにケーシングに組み込まれて形成されている。

本発明の根底を成す課題はさらに、自動車構成部分に固定された本発明によるボールジョイントであって、上記全ての記載の構成により改良することのできるボールジョイントを有する自動車構成部分により解決される。特に、ボールジョイントはそのケーシングで、例えばリンク、有利には、トレーリングアームまたはクロスビームである自動車構成部分の切欠に装着されている。さらに、ボールジョイントは、結合個所の危険な領域の上方では一個所でのみ保持することができる。

これにより構成素子は簡単に、ボールジョイントの外側に配置された電気的なユニットに接続することができ、電気的な接続部の、ボールジョイントから外部に案内された端部には差込コネクタが接続、特にろう接されている。このような差込コネクタは有利には、例えば、自動車構成部分に設けられた孔に係合するスナップ結合部を介して自動車構成部分に固定される。しかしながら選択的には差込コネクタは、ねじ結合部またはリベット結合部を介して自動車構成部分に結合することもできる。

次に図面につき本発明の実施例を説明する。

図１には、本発明によるボールジョイントの構成の側方図が概略的に、部分的に断面されて示されている。

図１には、本発明によるボールジョイントの構成の部分的に断面された側方図が示されていて、この場合、ジョイントボール１とジャーナル２とを有するボールジャーナル３が、ジョイントボール１と共にケーシング４に回転可能かつ旋回可能に支承されている。ボールジャーナル３は、ジャーナル２で開口９を貫通してケーシング４から外方に延びており、ジョイントボール１は、ケーシング４内に配置されたボールシェル５に座着されていて、ボールシェル５の下端部にはばね部材６が形成されている。ケーシングは壁７と、底面８と、該底面８の反対側に位置する開口９とを有しており、底面８は閉じられていて、壁７に一体的に形成されている。従って、底面８と開口９とは、ほぼ回転対称的な壁７から成る本体のそれぞれ１つの端面を成している。壁７は開口９に面した端部に、開口９をリング状に取り囲んで延びる外方肩部２９を有している。

さらに、壁７の、開口９に面した端部には、リング状の、開口９を取り囲む閉鎖部材１０が固定されていて、この閉鎖部材１０は、ほぼS字状の横断面を有していて、外方肩部２９に下方から係合している。閉鎖部材１０にはシールベローズ１１が固定されていて、該シールベローズ１１は、閉鎖部材１０から外方に、開口９から延びていて、ボールジャーナル３のジャーナル２に当接している。この場合、シールベローズ１１は、ケーシング側で第１のリング１２を介して、ジャーナル側で第２のリング１３を介して固定されている。

ケーシング４は底面領域で拡大されて形成されており、ジョイントボール１と底面８との間にセンサ１４が配置されていて、このセンサは構成素子ホルダ（センサホルダ）１５に固定されている。センサ１４はこの場合、スナップ結合部３０を介してセンサホルダ１５に固定されており、センサホルダ１５はスナップエレメント１６を介してボールシェル５に固定されている。センサ１４は、センサホルダ１５の、ジョイントボール１とは反対側に配置されていて、これにより、センサホルダ１５は、センサ１４と、ボールシェル５に装入される潤滑剤との直接的な接触に対する保護部材として働く。

フレキシブルプリント基板１７を介してセンサ１４は、ケーシング４の外側に配置された差込コネクタ１８に電気的に接続されており、この場合、センサ側でフレキシブルなプリント基板１７の導体路はセンサ１４のコンタクトにろう接されていて、差込コネクタ側では、フレキシブルなプリント基板の導体路は、差込コネクタ１８の電気的なコンタクト１９にろう接されている。フレキシブルなプリント基板１７は、この場合、センサ１４から壁７に沿って、開口９と、閉鎖部材１０に設けられた貫通孔２０とを通ってジョイントボール１のケーシング４から外へ、差込コネクタ１８にまで延びている。この場合、ボールシェル５の領域では、フレキシブルなプリント基板１７が壁７とボールシェル５との間で延びており、この場合、貫通開口２０は、第１のリング１２と閉鎖部材１０との間に設けられたシールベローズ１１の領域３１によってシールされている。

ケーシング４の壁７は、自動車リンク２２の切欠２１に座着されていて、自動車リンク２２には、切欠２１に対して間隔をおいて孔２３が設けられていて、孔２３には、差込コネクタ１８のスナップエレメント２４が係合し、これにより差込コネクタ１８がリンク２２に固定されている。

図１に示されたように、ケーシング４は切欠２１に、差込コネクタ１８と、ケーシング４から外方に延びるフレキシブルなプリント基板１７の部分と、閉鎖部材１０の貫通孔２０と、シールベローズ１１とが、リンク２２の上方に配置されていて、これに対し底面８はリンク２２の下側に配置されているように座着されている。この場合、ボールジョイントの底面８は、概略的に示された道路２６に面している。

底面８が完全に閉じられていて、壁７に一体的に形成されているので、センサはジョイント下側からの飛石の衝突や飛沫水から保護される。さらに、差込コネクタ１８と、ケーシング４から外方に延びるフレキシブルなプリント基板１７の部分と、閉鎖部材１０に設けられた貫通孔２０とは、リンク２２の、道路２６とは反対の側に配置されているので、リンク２２によって、道路からの飛石や飛沫水からシールドされている。

センサ１４は、ジョイントボール１の凹部２８に座着されている永久磁石２７の磁界を検出することができる磁界反応センサである。ボールジャーナル３の変位してない状態では、ボールジャーナル３の長手方向軸線が、ケーシング４の長手方向軸線２５と一致している。ボールジャーナル３がケーシング４に対して変位されると、センサ１４に作用する磁界が変化し、これにより、ケーシング４の長手方向軸線２５と、変位されたボールジャーナル３の長手方向軸線の間の角度を、センサ１４によって測定することができる。選択的、または付加的には、センサ１４によって、長手方向軸線を中心としたボールジャーナル３の回転を検出することができる。

次にボールジョイントの組み立てについて説明する。ボールジョイントの組み付けの際には、まず最初にボールジャーナル３が下方から、ボールシェル５に一体成形されたばね部材６を越えて、ボールシェル５内にスナップインされる。次いで、フレキシブルなプリント基板１７が組み付けられているセンサ１４が既にスナップインされているセンサホルダ１５が、スナップエレメント１６を介してボールシェル５に結合される。このようにして予め組み付けられたユニットが、ボールジョイントケーシング４に導入される。次いで、フレキシブルなプリント基板１７は、閉鎖部材１０に設けられた貫通孔２０を通され、次いで閉鎖部材１０とシールベローズ１１とが組み付けられる。次いで差込コネクタ１８はフレキシブルなプリント基板１７にろう接される。リンク２２に、このように調整されたボールジョイントを組み付けた後、差込コネクタ１８がリンク２２にスナップインされる。

本発明によるボールジョイントの構成を概略的に、部分的に断面して示した図である。

符号の説明

１ ジョイントボール、 ２ ジャーナル、 ３ ボールジャーナル、 ４ ケーシング、 ５ ボールシェル、 ６ ばね部材、 ７ ケーシング壁、 ８ ケーシング底面、 ９ ケーシング開口、 １０ リング状の閉鎖部材、 １１ シールベローズ、 １２ ケーシング側のリング、 １３ ジャーナル側のリング、 １４ センサ、 １５ センサホルダ、 １６ スナップエレメント、 １７ フレキシブルなプリント基板、 １８ 差込コネクタ、 １９ 差込コネクタの電気的なコンタクト、 ２０ 閉鎖部材に設けられた貫通孔、 ２１ 自動車リンクにおける切欠、 ２２ 自動車リンク、 ２３ 自動車リンクにおける孔、 ２４ 差込コネクタのスナップエレメント、 ２５ ボールジョイントの長手方向軸線、 ２６ 道路、 ２７ 永久磁石、 ２８ ジョイントボールにおける凹部、 ２９ 壁に設けられたリング状の外方肩部、 ３０ スナップ結合部、 ３１ 貫通孔をシールするシールベローズの領域

Claims (14)

1. 車両のためのボールジョイントであって、
   壁（７）と底面（８）と開口（９）とを有したケーシング（４）と、
   ジョイントボール（１）とジャーナル（２）とを有していて、ジョイントボール（１）で回転可能かつ旋回可能にケーシング（４）に支承されていて、開口（９）を通ってケーシング（４）から外方に延びているボールジャーナル（３）と、
   ケーシング（４）に配置されている電子的な構成素子（１４）と、
   構成素子（１４）に電気的に接続されている、ケーシング（４）内に配置された導電的な接続部（１７）とが設けられている形式のものにおいて、
   導電的な接続部（１７）が構成素子（１４）から出て、開口（９）の領域で、または開口（９）を通って、ケーシング（４）から外部へと延びていることを特徴とする、自動車のためのボールジョイント。
2. 底面（８）が、閉じられていて、かつ壁（７）と一体的に形成されている、請求項１記載のボールジョイント。
3. 開口（９）が底面（８）の反対側に位置していて、構成素子（１４）がジョイントボール（１）と底面（８）との間に配置されていて、導電的な接続部（１７）が、少なくとも所定の区分で、ジョイントボール（１）と壁（７）との間で延びている、請求項１又は２記載のボールジョイント。
4. ケーシング（４）に、ジョイントボール（１）を収容するボールシェル（５）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のボールジョイント。
5. 導電的な接続部（１７）が、少なくとも所定の区分で、ボールシェル（５）と壁（７）との間で延びている、請求項４記載のボールジョイント。
6. ボールシェル（５）に、ケーシング（４）内に配置された、構成素子（１４）を支持する構成素子ホルダ（１５）が固定されている、請求項４又は５記載のボールジョイント。
7. 壁（７）に、開口（９）を取り囲む、リング状の閉鎖部材（１０）が固定されていて、該閉鎖部材（１０）が貫通開口（２０）を有していて、この開口（２０）を通って導電的な接続部（１７）が延びている、請求項１から６までのいずれか１項記載のボールジョイント。
8. 閉鎖部材（１０）にシールベローズ（１１）が固定されていて、該シールベローズ（１１）が閉鎖部材（１０）からジャーナル（２）まで延びており、閉鎖部材（１０）の貫通開口（２０）がシールベローズ（１１）によってシールされている、請求項７記載のボールジョイント。
9. 導電的な接続部（１７）がフレキシブルなプリント基板（１７）である、請求項１から８までのいずれか１項記載のボールジョイント。
10. ジョイントボール（１）に磁石（２７）が配置されていて、構成素子（１４）が磁界センサを有している、請求項１から９までのいずれか１項記載のボールジョイント。
11. ボールジョイントが車両構成部分（２２）に固定されていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載のボールジョイントを備えた自動車構成部分。
12. ボールジョイントのケーシング（４）が、車両構成部分（２２）の切欠（２１）に装着されている、請求項１１記載の車両構成部分。
13. 電気的な接続部（１７）の、ボールジョイントから導出された端部に、差込コネクタ（１８）が接続されている、請求項１１又は１２記載の自動車構成部分。
14. 差込コネクタ（１８）がスナップ結合部（２４）を介して自動車構成部分（２２）に固定されている、請求項１３記載の自動車構成部分。

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