稳定连杆及稳定连杆的制造方法与流程

背景技术：

在车辆中，具备吸收并减轻从路面经由车轮传递到车体的冲击、振动的悬架装置、和用于提高车体的侧倾钢度的稳定器。为了将悬架装置与稳定器之间连结，在车辆中使用被称为稳定连杆的棒状的部件。稳定连杆例如像专利文献1所示那样，构成为具备支承杆和设置于支承杆的两端的球窝接头。

专利文献1所涉及的稳定连杆由具有球部的球头螺栓和设置于支承杆的两端并将球头螺栓的球部收纳为转动自如的壳体构成。在壳体的内侧以夹设在壳体的内壁与球头螺栓的球部之间的方式设置有树脂制的球座。被收纳于壳体的球部的外周面一边与球座的内周面接触一边滑动，从而构成为球头螺栓倾倒自如。像这样，通过稳定连杆所具备的球窝接头，而将悬架装置与稳定器之间顺畅地连结。

专利文献1：日本特开2016-84057号公报

在专利文献1所涉及的稳定连杆中，支承杆使用钢铁等金属制中空管而构成。在构成支承杆的中空管的两端，为了防止水等向该中空管内的进入，设置有通过冲压加工塑性变形为平板状的密封部。支承杆的两端部被嵌件成型于树脂制的壳体。

然而，在专利文献1所涉及的稳定连杆中，支承杆的两端部并未以包围球部的周围的方式延伸突出。因此，支承杆无法对球部的周围进行加强。简而言之，在专利文献1所涉及的稳定连杆中，树脂制的壳体主要维持球部周边的拉伸破坏强度。因此，以提高截面刚度为目的而使壳体的外径尺寸变大。其结果为，在专利文献1所涉及的稳定连杆中，在将稳定连杆的尺寸小型化的方面还存在改良的余地。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述实际情况所做出的，目的在于提供可以兼顾球部周边的拉伸破坏强度的确保与外形尺寸的小型化的稳定连杆、以及稳定连杆的制造方法。

为了解决上述课题，本发明(1)所涉及的稳定连杆设置于具备悬架装置及稳定器的车辆，并用于将上述悬架装置与上述稳定器连结，其最主要的特征在于，上述稳定连杆具备：金属制的支承杆；和球窝接头，其设置于该支承杆的两端，上述球窝接头具备：球头螺栓，其一端紧固于构造体并在另一端具有球部；和树脂制的壳体，其将该球头螺栓的上述球部支承为转动自如，上述支承杆具备：主体部，其呈大致直线形延伸；和大致环形的加强部，其设置于该主体部的两端，上述支承杆的上述加强部以包围上述球部的方式埋入于上述壳体。

在本发明(1)所涉及的稳定连杆中，由于设置于支承杆的两端的大致环形的加强部以包围球部的方式埋入于树脂制的壳体，因此加强部能够起到壳体的芯骨的作用并对球部的周围进行加强。

根据本发明(1)所涉及的稳定连杆，能够得到可以兼顾球部周边的拉伸破坏强度的确保与外形尺寸的小型化的稳定连杆。

另外，对于本发明(2)所涉及的稳定连杆而言，根据(1)所述的稳定连杆，其特征在于，上述支承杆的上述主体部连绵地具有近似u字形状的横截面。

根据本发明(2)所涉及的稳定连杆，由于支承杆的主体部连绵地具有近似u字形状的横截面，因此能够确保支承杆中的主体部的强度。

另外，对于本发明(3)所涉及的稳定连杆而言，根据(2)所述的稳定连杆，其特征在于，上述主体部中的近似u字形状弯曲的外壁部以沿着该主体部的外切圆的圆弧的方式设置。

根据本发明(3)所涉及的稳定连杆，由于主体部中的近似u字形状弯曲的外壁部以沿着主体部的外切圆的圆弧的方式设置，因此即使在支承杆产生绕主体部的轴旋转的移动的情况下，也能够事先避免存在于支承杆的周围的部件与主体部的相互干涉。

另外，本发明(4)所涉及的稳定连杆是(1)所述的稳定连杆，其特征在于，上述支承杆的上述加强部连绵地具有近似l字形状的横截面。

根据本发明(4)所涉及的稳定连杆，由于支承杆的加强部连绵地具有近似l字形状的横截面，因此能够确保支承杆中的加强部的强度。

另外，本发明(5)所涉及的稳定连杆的制造方法是(1)～(4)中的任一项所述的稳定连杆的制造方法，其特征在于，上述支承杆经过如下工序而形成：通过对与该支承杆的外形尺寸相比大相当于折返余量的量的工件进行冲压成型，由此形成成为上述主体部及上述加强部的部分的工序；和在该工序之后，对成为该加强部的部分实施开设孔的冲孔加工的工序，其中该孔具有可收纳上述球头螺栓的上述球部的内径。

在本发明(5)所涉及的稳定连杆的制造方法中，支承杆通过对与支承杆的外形尺寸相比大相当于折返余量的量的工件进行冲压成型，并通过在形成成为主体部及加强部的部分之后，对成为加强部的部分实施开设具有可收纳球头螺栓的球部的内径的孔的冲孔加工而形成。

根据本发明(5)所涉及的稳定连杆的制造方法，支承杆由于通过实施冲压成型及冲孔加工而形成，因此能够通过比较简单的工序得到可以兼顾球部周边的拉伸破坏强度的确保与外形尺寸的小型化的稳定连杆。

根据本发明，能够提供可以兼顾球部周边的拉伸破坏强度的确保与外形尺寸的小型化的稳定连杆。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的稳定连杆向车辆的安装状态的立体图。

图2是本发明的实施方式所涉及的稳定连杆中的球窝接头周边的纵剖视图。

图3是将在球头螺栓的球部安装有球座的状态与壳体、球座、以及支承杆的横截面一起表示的放大图。

图4a是从上方观察支承杆的俯视图。

图4b是从侧方观察支承杆的侧视图。

图4c是沿着图4b所示的支承杆的ivc-ivc线的向视端面图。

图4d是沿着图4b所示的支承杆的ivd-ivd线的向视端面图。

图4e是沿着图4b所示的支承杆的ive-ive线的向视端面图。

图5a是表示支承杆的制造工序中的、从工件切取支承杆的一次半成品的工序的立体图。

图5b是表示被从工件切取出的支承杆的一次半成品的立体图。

图5c是表示通过对支承杆的一次半成品实施冲压加工而得到的二次半成品的立体图。

图5d是表示通过对支承杆的二次半成品实施冲孔加工而得到的最终产品的立体图。

具体实施方式

以下，适当地参照附图对本发明的实施方式所涉及的稳定连杆详细地进行说明。

＜本发明的实施方式所涉及的稳定连杆11的结构＞

关于本发明的实施方式所涉及的稳定连杆11的结构，以安装于车辆(未图示)的例子来进行说明。图1是表示本发明的实施方式所涉及的稳定连杆11向车辆的安装状态的立体图。图2是本发明的实施方式所涉及的稳定连杆11中的球窝接头13周边的纵剖视图。图3是将在球头螺栓21的球部21b安装有球座25的状态与壳体23、球座25、以及支承杆12的纵截面一起表示的放大图。

如图1所示，在车辆的车体(未图示)经由悬架装置15安装有车轮w。为了吸收并减轻从路面经由车轮w向车体传递的冲击、振动，悬架装置15具有螺旋弹簧15a和减震器15b。

如图1所示，左右的悬架装置15之间经由由大致“コ”字形状的弹簧钢棒等构成的稳定器17而连结。为了提高车体的侧倾钢度(相对于扭曲变形的阻力)来抑制车辆的横摆，稳定器17具有在左右的车轮w间延伸的扭杆17a、和从扭杆17a的两端部弯曲地延伸的一对臂部17b。悬架装置15和稳定器17相当于本发明的“构造体”。

稳定器17与支承车轮w的减震器15b经由稳定连杆11而连结。该连结在左右的车轮w侧相同。如图1所示，稳定连杆11例如构成为在由钢铁等金属构成的大致直线形的支承杆12的两端分别设置球窝接头13。

如图2所示，支承杆12构成为具备：呈大致直线形延伸的主体部12a；和分别在主体部12a的两端设置的大致环形的一对加强部12b、12b。关于支承杆12的结构，后文详细地叙述。

本发明的实施方式所涉及的稳定连杆11通过在将支承杆12以及球头螺栓21嵌入至规定形状的模具(未图示)内的规定位置的状态下，将成为壳体23的树脂注入至上述模具内的嵌入注射成型工序而制造。此外，在以下的说明中，在使用“嵌入注射成型工序”这一用语的情况下，指的是上述的工序。

一对球窝接头13中的一个球窝接头13紧固固定于稳定器17的臂部17b的前端部，另一个球窝接头13紧固固定于减震器15b的托架15c。此外，一对球窝接头13的结构相同。

如图2所示，球窝接头13由钢等金属制的球头螺栓21和树脂制的壳体23等构成。球头螺栓21构成为在一个端部具有螺柱部21a，并且在另一个端部具有球体状的球部21b。螺柱部21a与球部21b被焊接接合。也可以将螺柱部21a与球部21b一体形成。壳体23设置于支承杆12的两端，构成为将球头螺栓21的球部21b支承为转动自如。

在球头螺栓21的螺柱部21a，大凸缘部21a1与小凸缘部21a2相互分离地形成。在大凸缘部21a1与小凸缘部21a2之间形成有环绕凹部21a3。在比大凸缘部21a1靠前端侧(球头螺栓21的与球部21b相反的一侧)的螺柱部21a旋设有外螺纹部21a4。

在壳体23的上端部与螺柱部21a的环绕凹部21a3之间以覆盖它们的间隙的方式安装有由橡胶等弹性体构成的环绕状的防尘罩27。防尘罩27起到阻止雨水、灰尘等向球窝接头13侵入的作用。

为了将球头螺栓21的球部21b支承为转动自如，如图2及图3所示，在壳体23的内底部形成有半球形的半球凹部23a。在壳体23的上部形成有环形的凸形凸缘23b。凸形凸缘23b具有倒圆锥体形状的锥形部23b1。锥形部23b1相对于螺柱轴线c(参照图2)的倾斜角与球头螺栓21的摆动角、轴径等相应地被设定为适当的值。

作为壳体23的树脂材料，考虑具有热塑性(由于通过注射成型而形成)、和满足规定的强度要件等，例如适宜使用pa66-gf30(在pa66中加入重量比30～50％的玻璃纤维的材料/熔点：摄氏270度左右)。不过，作为壳体23的树脂材料，除pa66-gf30以外，也可以适宜使用peek(polyetheretherketone：聚醚醚酮)、pa66(polyamide66：聚己二酰己二胺)、pps(polyphenylenesulfideresin：聚苯硫醚)、pom(polyoxymethylene：聚甲醛)等工程塑料、超级工程塑料、frp(fiberreinforcedplastics：纤维增强塑料)、grp(glassreinforcedplastic：玻璃纤维增强塑料)、cfrp(carbonfiberreinforcedplastics：碳纤维增强塑料)等材料。

如图2及图3所示，在球头螺栓21的球部21b与壳体23的半球凹部23a之间以夹设的方式设置有树脂制的球座25。球座25由通过大致均匀厚度的树脂层覆盖以螺柱轴线c(参照图2)为基准的球部21b的下半部分的半球形的收纳部25a、和呈环绕带状覆盖包含球部21b的赤道部21b1在内的主体部分的环绕带状部25b构成。环绕带状部25b的壁厚形成为比收纳部25a的壁厚厚。

此外，球部21b的赤道部21b1指的是以螺柱轴线c(参照图2)为旋转中心轴的球部21b在水平方向的环绕长度成为最大的部分。球座25为了使球头螺栓21的球部21b相对于壳体23的半球凹部23a的移动顺畅而设置。球座25通过独立的注射成型工序而制造。

像这样，具有球部21b的收纳部25a的球座25由于具有覆盖球部21b的赤道部21b1的环绕带状部25b，因此能够使球部21b的滑动顺畅地进行，并且加强球部21b的赤道部21b1的周围。

在像上述那样构成的球窝接头13中，若相对于壳体23转动球头螺栓21，则被收纳于壳体23的半球凹部23a的球部21b的球状外周面与球座25的内周面接触并滑动。像这样，将球头螺栓21支承为相对于壳体23摆动(参照图2的箭头α1)及旋转(参照图2的箭头α2)自如。

利用稳定连杆11所具备的球窝接头13，悬架装置15与稳定器17被顺畅地连结。此外，球座25的树脂材料根据上述的壳体23的树脂材料而被适当设定。

＜支承杆12＞

接下来，关于支承杆12的详细构造，参照图4a～图4e来进行说明。图4a是从上方观察支承杆12的俯视图。图4b是从侧方观察支承杆12的侧视图。图4c是沿着图4b所示的支承杆12的ivc-ivc线的向视端面图。图4d是沿着图4b所示的支承杆12的ivd-ivd线的向视端面图。图4e是沿着图4b所示的支承杆12的ive-ive线的向视端面图。

如图4a及图4b所示，支承杆12构成为具备呈大致直线形延伸的主体部12a、和分别在主体部12a的两端设置的大致环形的一对加强部12b、12b。一对加强部12b、12b的结构相同。因此，在本发明的实施方式所涉及的说明中，将一对加强部12b、12b统称为“加强部12b”。

如图3及图4a所示，支承杆12的加强部12b具有可收纳球部21b的内径半径尺寸为dc-in的通孔12b1。如图3和图4c所示，支承杆12的加强部12b具备：纵截面在螺柱轴线c(参照图2)方向上延伸的基部12b2、和纵截面在与上述螺柱轴线c方向正交的方向上且指向球座25的环绕带状部25b向内延伸的折返部12b3。支承杆12的加强部12b呈大致环形连绵地具有由基部12b2和折返部12b3构成的近似l字形状的纵截面。支承杆12的加强部12b以包围球座25的环绕带状部25b的周围的方式埋入于壳体23。近似l字形状的角部的圆弧以成为通用的半径r1(半径r1＞壁厚t：参照图4c)的方式形成。

像这样，在具备基部12b2和折返部12b3的支承杆12的加强部12b中，由于折返部12b3指向环绕带状部25b向内延伸，加强部12b以包围环绕带状部25b的周围的方式埋入于壳体23，因此能够使球部21b的滑动顺畅地进行，并且兼顾球部21b周边的拉伸破坏强度的确保和外形尺寸的小型化。

加强部12b的内径半径尺寸dc-in形成为与球座25的最大外径半径尺寸db-out(参照图3)相比大间隙g1(优选g1≥1mm)的大小。像这样，通过在支承杆12的加强部12b与球座25之间形成间隙g1，而在嵌入注射成型工序中将成为壳体23的树脂的流动性保持为良好。

另外，加强部12b的外径半径尺寸dc-out(参照图3及图4a)形成为与内径半径尺寸dc-in相比大壁厚t+近似l字形状的外伸长度l1(优选l1≥1mm：参照图4c)的大小。像这样，通过确保近似l字形状的外伸长度l1，实现加强部12b的近似l字形状的纵截面所产生的强度的提高。

如图2及图3所示，加强部12b以包围球头螺栓21的球部21b(赤道部21b1)的方式埋入于壳体23。由此，加强部12b起到壳体23的芯骨的作用来对球部21b的周围进行加强。其结果为，加强部12b在球部21b周边的拉伸破坏强度的提高方面起到很大的贡献。此外，如图2所示，对于树脂制的壳体23而言，除了加强部12b之外，还被包覆至至少覆盖支承杆12的主体部12a中的轴向端部12a4的位置。

另一方面，如图4d和图4e所示，支承杆12的主体部12a呈大致直线形连绵地具有近似u字形状的横截面12a1。其中，近似u字形状的外壁部12a2的圆弧以成为通用的半径r2(半径r2≥半径r1)的方式形成。支承杆12的主体部12a中的轴向中央部12a3的高度尺寸h2(参照图4e)形成为大于轴向端部12a4的高度尺寸h1(参照图4d)。支承杆12的主体部12a中的轴向端部12a4是指支承杆12的主体部12a与加强部12b的边界部分。

另外，支承杆12的主体部12a的高度尺寸形成为从轴向端部12a4朝向轴向中央部12a3逐渐且平缓地变大。由此，在对支承杆12施加外力的情况下，主体部12a中的应力从轴向中央部12a3遍及轴向端部12a4地均等地产生作用。进一步，由于与轴向中央部12a3的高度尺寸h2相比，将轴向端部12a4的高度尺寸h1形成为较小，因此有助于支承杆12的轻量化。

此外，支承杆12中的加强部12b的高度尺寸h0(参照图4c)与支承杆12中的主体部12a的轴向端部12a4的高度尺寸h1(参照图4d)相同。加强部12b的高度尺寸h0被设定为超过壁厚t2倍的长度。由此，能够使通过冲压加工形成支承杆12的加强部12b时的弯曲拉深加工性良好，并且有助于加强部12b的刚度提高。

支承杆12的主体部12a的轴向尺寸没有特别地限定，例如被适当地设定为100～300mm左右。

＜支承杆12的制造工序＞

接下来，关于支承杆12的制造工序，参照图5a～图5d来进行说明。图5a是表示支承杆12的制造工序中的、从工件31切取支承杆12的一次半成品12-1的工序的立体图。图5b是表示被从工件31切取出的支承杆12的一次半成品12-1的立体图。图5c是表示通过对支承杆12的一次半成品12-1实施冲压加工而得到的二次半成品12-2的立体图。图5d是表示通过对支承杆12的二次半成品12-2实施冲孔冲压加工(punchpressprocessing)而得到的支承杆12的最终产品的立体图。

首先，作为支承杆12的工件31，如图5a所示，准备钢铁制的矩形板。工件31的壁厚t没有特别地限定，例如被设定为1～3mm左右。但是，工件31的外形尺寸被设定为比支承杆12的最终产品的俯视图的外形尺寸至少大相当于折返余量bd(bd＝加强部12b的高度尺寸h0-壁厚t：参照图4c)的量。

接着，对支承杆12的工件31例如实施使用了冲头与冲模(均未图示)的冲孔冲压加工，由此如图5b所示，切取支承杆12的一次半成品12-1。此外，在支承杆12的一次半成品12-1中，成为主体部12a的部分12-1a中的中央部12-1a1的宽度尺寸形成为大于端部12-1a2的宽度尺寸。

接着，对支承杆12的一次半成品12-1实施冲压加工，由此如图5c所示，得到支承杆12的二次半成品12-2。此外，针对支承杆12的一次半成品12-1的冲压加工例如按照下述的要点进行即可。即，在支承杆12的二次半成品12-2中，为了形成成为主体部12a的部分12-2a，将上述部分12-2a夹在具有大致圆柱状的侧壁部的上模及下模(均未图示)之间并进行冲压。另外，为了形成成为加强部12b的部分12-2b，将上述部分12-2b夹在具有大致盘状的壁部(其中，近似l字形状的角部以成为通用的半径r1的方式形成)的上模及下模(均未图示)之间并进行冲压。

接下来，对支承杆12的二次半成品12-2实施冲孔冲压加工(开孔加工)，由此如图5d所示，得到支承杆12的最终产品。此外，在支承杆12的二次半成品12-2中，为了在成为加强部12b的部分12-2b开设通孔12b1，只要在上述部分12-2b中的规定的位置实施使用了冲头与冲模(均未图示)的冲孔冲压加工(开孔加工)即可。

〔本发明的实施方式所涉及的稳定连杆11所起的作用效果〕

接下来，关于本发明的实施方式所涉及的稳定连杆11所起的作用效果进行说明。

本发明(1)所涉及的稳定连杆11具备：金属制的支承杆12；和球窝接头13，其设置于支承杆12的两端。球窝接头13具备：球头螺栓21，其一端紧固于悬架装置15/稳定器17(构造体)并在另一端具有球部21b；和壳体23，其将球头螺栓21的球部21b支承为转动自如。支承杆12具备：主体部12a，其呈大致直线形延伸；和大致环形的加强部12b，其设置于主体部12a的两端。支承杆12的加强部12b以包围球部21b的方式埋入于壳体23。

在本发明(1)所涉及的稳定连杆11中，由于设置于支承杆12的两端的大致环形的加强部12b以包围球部21b的方式埋入于树脂制的壳体23，因此加强部12b起到壳体23的芯骨的作用并能够对球部21b的周围进行加强。

根据本发明(1)，能够得到可以兼顾球部21b周边的拉伸破坏强度的确保与外形尺寸的小型化的稳定连杆11。

另外，本发明(2)所涉及的稳定连杆11是(1)所述的稳定连杆11，支承杆12的主体部12a可以采用连绵地具有近似u字形状的横截面的结构。

根据本发明(2)，支承杆12的主体部12a连绵地具有近似u字形状的横截面，因此能够确保支承杆12的主体部12a的强度。进一步，支承杆12的主体部12a连绵地具有近似u字形状(一端敞开)的横截面，因此能够期待以下的效果。即，假设在对支承杆12的主体部12a实施镀敷处理的情况下，若主体部12a由中空管构成，则存在镀敷处理液等液体侵入到中空管的内部空间，而使上述内部空间生锈的担忧。

这一点，在本发明(2)中，支承杆12的主体部12a中的近似u字形状的内部空间的一端被敞开。因此，假设即使任何液体进入到近似u字形状的内部空间，也通过上述的敞开端而排出上述液体，其结果为，不会在上述内部空间生锈。

另外，本发明(3)所涉及的稳定连杆11是(2)所述的稳定连杆11，支承杆12的主体部12a中的近似u字形状的弯曲的外壁部12a2可以采用以沿着该主体部的外切圆的圆弧的方式设置的结构。

根据本发明(3)，由于支承杆12的主体部12a中的近似u字形状的弯曲的外壁部12a2以沿着主体部12a的外切圆的圆弧的方式设置，因此假设即使在支承杆12产生绕主体部12a的轴旋转的移动的情况下，也能够事先避免存在于支承杆12的周围的部件与主体部12a的相互干涉。

另外，本发明(4)所涉及的稳定连杆是(1)所述的稳定连杆11，支承杆12的加强部12b可以采用连绵地具有近似l字形状的横截面的结构。

根据本发明(4)，由于支承杆12的加强部12b连绵地具有近似l字形状的横截面的结构，因此能够确保支承杆12中的加强部12b的强度。

另外，本发明(5)所涉及的稳定连杆11的制造方法是(1)～(4)中的任一项所述的稳定连杆11的制造方法，支承杆12可以采用经过如下工序而形成的结构：通过对与支承杆12的外形尺寸相比大相当于折返余量bd(参照图4c)的量的工件31进行冲压成型，由此形成成为主体部12a及加强部12b的部分的工序；和在该工序之后，对成为加强部12b的部分实施形成可收纳球头螺栓12的球部21b的具有内径dc-in的孔12b1的加工的工序。

在本发明(5)所涉及的稳定连杆11的制造方法中，支承杆12通过对与支承杆12的外形尺寸相比大相当于折返余量bd的量的工件31进行冲压成型，并通过在形成成为主体部12a及加强部12b的部分之后，对成为加强部12b的部分实施形成可收纳球头螺栓12的球部21b的具有内径dc-in的孔12b1的加工而形成。

根据本发明(5)，支承杆12通过实施冲压成型及开孔加工而形成，因此能够通过比较简单的工序得到可以兼顾球部21b周边的拉伸破坏强度的确保与外形尺寸的小型化的稳定连杆11。

〔其他实施方式〕

以上说明的多个实施方式表示本发明的具体化的例子。因此，不应当通过它们限定地解释本发明的技术范围。本发明能够不脱离其主旨或其主要的特征地以各种方式实施。

在本发明所涉及的实施方式的说明中，以使树脂制的球座夹设在球头螺栓21的球部21b与树脂制的壳体23之间的方式设置为例来进行了说明，但本发明并不限于该例子。只要能够适当地保持球部21b相对于壳体23的滑动的扭矩，则也可以省略树脂制的球座25。

附图标记说明

11…稳定连杆；12…支承杆；12a…主体部；12b…加强部；13…球窝接头；15…悬架装置(构造体)；17…稳定器(构造体)；21…球头螺栓；21b…球部；23…壳体。