球节及其壳体的制作方法

文档序号:11633765阅读:272来源:国知局
球节及其壳体的制造方法与工艺

本发明涉及壳体和具备该壳体的球节,其中,所述壳体具有变形部,所述变形部构成筒状的壳体主体的开口部的缘部,且通过塑性变形来保持轴承座。



背景技术:

以往,例如在机动车等车辆的悬架装置或转向装置等中使用的球节具备:作为球侧部件的球头销(ballstud),其具有球部和作为轴部的销(stud)部,该销部相对于该球部突出;合成树脂制等的作为轴承座的圆筒状的球座(ballseat),其将该球头销的球部保持成能够转动;有底圆筒状的壳体,其具有壳体主体,所述壳体主体具备内室,所述内室承接保持着该球部的球座;以及圆筒状的防尘罩(dustcover),其被安装在该壳体主体的一端侧的外周面与销部的外周面之间。

作为这样的防尘罩,存在如下的结构:将嵌入环嵌入成为大径侧的壳体侧的端部即抵接部(唇部)内,并压入固定于壳体主体的端部。该防尘罩成为大致直线形状,因此,在球头销摆动时,防尘罩难以弯曲,且被拉伸而使抵接部浮起,从而存在密封性降低或对抗弯曲的强度不足而变得容易劣化这样的担忧。

因此,采用了如下结构:使防尘罩形成为在两端之间的中间位置处沿径向鼓出的形状,并且,在壳体主体的外周面上通过切削等形成嵌合槽,在将防尘罩的端部嵌合于该嵌合槽后,利用圆环状的夹具进行固定。这种情况下,虽然能够确保密封性能,但却需要对壳体主体进行的用于形成嵌合槽的切削加工,从而导致工时的增加和加工费用的增加等生产成本增加。

因此,为了能够不进行切削加工而是利用夹具来固定防尘罩,已知如下的方法:在将保持有球部的球座压入壳体的内室后,利用辊或压力机等使壳体的开口侧的端部的变形部塑性变形(铆接变形),由此,使该变形部向内周方向突出而将球座与球部一起防脱固定于壳体,并且使该变形部也向外周方向伸出,形成保持防尘罩的端部的保持部(例如,参照专利文献1和2。)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平7-279943号公报(第3页,图4)

专利文献2:日本特公平5-1094号公报(第2-3页,第2-3图)



技术实现要素:

发明所要解决的课题

可是,在上述的壳体中,由于对只是形成为直线形状的变形部施加载荷来使其塑性变形,因此,载荷会到达壳体的收纳球座的部分。因此,存在这样的情况:需要塑性变形的载荷的调整或其它的结构等,以免导致不必要的变形。

并且,这样的课题不仅存在于车辆用的球节及其壳体中,对于在任意部位使用的球节及其壳体也同样会产生。

本发明是鉴于这样的问题而完成的,其目的在于提供壳体和具备该壳体的球节,所述壳体能够仅使变形部可靠地变形,并且能够廉价地形成,而不需要另行加工对防尘罩的端部进行保持的保持部。

用于解决问题的手段

技术方案1所述的球节的壳体具备:筒状的壳体主体,其具备内室,该内室收纳将球侧部件的球部保持成能够转动的轴承座,并且,该壳体主体至少在一端部具备开口部,该开口部与该内室连通,供所述球侧部件的从球部突出的轴部贯穿插入;承接部,其设置于该壳体主体的一端侧;以及变形部,其与该承接部相邻,构成所述壳体主体的开口部的缘部,并且借助沿着该壳体主体的轴向的方向上的载荷发生塑性变形,从而保持所述轴承座并在该变形部与所述承接部之间形成保持部,其中,该保持部对覆盖所述开口部的防尘罩的端部进行保持,所述变形部和所述承接部被设定成它们各自的外侧面相对于所述壳体主体的轴向垂直方向的角度之和小于180°。

技术方案2所述的球节的壳体为,在技术方案1所述的球节的壳体中,通过成型来设置承接部,所述承接部的外侧面相对于壳体主体的轴向垂直方向的角度被设定为小于90°。

技术方案3所述的球节具备:球侧部件,其具备球部和从该球部突出的轴部;筒状的轴承座,其具备将所述球部保持成能够转动的保持面,并且至少在一端部具备开口,所述开口在该保持面上开口,供所述轴部贯穿插入;技术方案1或技术方案2所述的壳体,其在将所述轴承座收纳于内室的状态下使变形部借助沿着壳体主体的轴向的方向上的载荷发生塑性变形,由此将该轴承座保持于所述内室,其中,所述轴承座将所述球部保持成能够转动;以及筒状的防尘罩,该防尘罩的一端部被保持于所述球侧部件的轴部的外侧面,该防尘罩的另一端部被保持于保持部,从而该防尘罩覆盖所述壳体的开口部,其中,该保持部由于所述壳体的所述变形部的变形而形成于该变形部和承接部之间。

技术方案4所述的球节为,在技术方案3所述的球节中,轴承座具备座拐点部,该座拐点部允许该轴承座的开口侧因壳体的变形部的塑性变形而沿着球部的外周面发生变形,该轴承座形成为:厚度随着从该座拐点部朝向所述开口侧而逐渐变大。

发明的效果

根据技术方案1所述的球节的壳体,通过将承接部和变形部各自的的外侧面的相对于壳体主体的轴向垂直方向的角度之和设定为小于180°,其中,所述承接部被设置于筒状的壳体主体的一端侧,所述变形部与该承接部相邻,由此,变形部与承接部之间的壳体主体的外侧面成为拐点部,从而使得在塑性变形时沿着壳体主体的轴向施加于变形部的载荷集中在拐点部,而难以对承接部侧产生影响,能够仅使变形部可靠地变形,从而能够廉价地形成,而无需另行加工对防尘罩的端部进行保持的保持部。

根据技术方案2所述的球节的壳体,在技术方案1所述的球节的壳体的效果的基础上,通过成型来设置承接部,由此,与例如通过切削等来设置的情况相比,能够更加廉价地进行制造,并且,通过将承接部的外侧面相对于壳体主体的轴向垂直方向的角度设定为小于90°,由此,使承接部伸出,从而能够利用在与发生了塑性变形的变形部之间形成的保持部可靠地保持防尘罩的端部。

根据技术方案3所述的球节,由于具备技术方案1或2所述的壳体,因此,能够廉价地形成,而无需另行加工对防尘罩的端部进行保持的保持部,从而能够提供廉价且稳定的性能的球节。

根据技术方案4所述的球节,在技术方案3所述的球节的效果的基础上,通过使轴承座形成为厚度随着从座拐点部朝向开口侧而逐渐变大,其中,所述座拐点部允许开口侧因壳体的变形部的塑性变形而沿着球部的外周面发生变形,由此,施加于变形部的变形载荷几乎全都施加到轴承座的厚度较厚的位置处,能够利用球部和变形部可靠地夹持轴承座,从而将球座稳定地固定于内室。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式的壳体的纵剖视图。

图2是具备上述壳体的球节的纵剖视图。

图3是按照(a)至(c)的顺序示出上述球节的制造方法的一部分的纵剖视图。

图4在(a)至(d)中示出了将以往例子的壳体的一部分放大的纵剖视图来作为比较例。

图5是示出本发明的第2实施方式的壳体的纵剖视图。

图6是示出本发明的第3实施方式的壳体的纵剖视图。

具体实施方式

以下,参照图1至图3,对本发明的第1实施方式的结构进行说明。

在图2中,11是球节,该球节11被用于例如机动车等车辆的悬架装置或转向装置等。并且,该球节11具备:作为球侧部件的球头销15;作为轴承座的球座16,其对该球头销15的一部分进行保持;作为承接侧部件的壳体17,其与球头销15的一部分一起保持球座16;以及作为防尘部件的防尘罩18,其遍及球头销15与壳体17之间配置。并且,以下所示的上下方向是指图2的上下方向。

球头销15例如由金属等形成。该球头销15具有:大致球状的作为球头部的球部21;和销部22,其是上下方向长条状的圆轴状的轴部,从该球部21呈同轴状突出。在该销部22的长度方向中间的外周侧,以一体地向外侧突出的方式形成有凸缘部23。另外,构成为,在销部22的上端侧的外周面,形成有作为连接部的螺纹槽24,通过将未图示的螺母螺合于该螺纹槽24,由此,将被固定体(未图示)夹持固定在凸缘部23与螺母之间,从而使球节11与被固定体连接。

球座16例如由合成树脂形成。该球座16具备圆筒状的作为主体部的座主体27。该座主体27具备:球面状的作为保持面的滑动接触面31,其将球部21的包含赤道x在内的外周面保持成能够转动;作为(一个)开口的上侧开口32,其与该滑动接触面31连通;以及作为另一个开口的下侧开口33。这些开口32、33在座主体27中位于球座16(座主体27)的规定的方向即轴向a(球节11の轴向)上的两端、即上下端,且具有比球部21的直径尺寸小的开口面积,从而防止了球部21从球座16脱开。另外,该座主体27形成为:随着从两端间的大致中央部即与球部21的赤道x对应的位置朝向上侧开口32侧,厚度逐渐变大。因此,该座主体27的与球部21的赤道x对应的位置成为球座16(座主体27)的座拐点部34。并且,球部21的赤道x是指在球头销15的轴向上球部21的直径尺寸变得最大的位置。

图1和图2所示的壳体17也称作球碗(socket),例如由铁或铝等金属一体成型。该壳体17具备有底圆筒状的壳体主体37,所述壳体主体37具备:经由球座16保持球部21的内室35;和开口部36,其与该内室35的轴向a的一端即上端连通。并且,在该壳体主体37的一端侧即上端侧,彼此相邻地形成有承接防尘罩18的下端部的承接部38、和用于保持球座16的变形部39,这些承接部38和变形部39的相邻部分成为拐点部40。并且,壳体主体37可以一体地形成有例如与未图示的稳定环的臂部连结的连结部,壳体主体37也可以一体地形成于横拉杆端头的端部。

内室35是供保持有球部21的球座16嵌装的部分、即承接球部21的部分。该内室35沿着轴向垂直方向r具备平面状的圆形的底面部41、和从该底面部41的周缘立起的圆筒状的周面部42。

底面部41与嵌装在内室35中的球座16的轴向a的另一端即下端紧密接触,并在与球座16的下侧开口33之间限定出作为润滑剂收纳部的润滑脂贮留空间44,该润滑脂贮留空间44收纳作为未图示的润滑剂的润滑脂。

周面部42与嵌装在内室35中的球座16的座主体27的外周面没有间隙地紧密接触。

开口部36在内室35的上端开口,且是外缘由周面部42限定的圆形状。

承接部38位于壳体主体37的一端侧即上端侧,且在该壳体主体37的整周上呈带状连续。即,该承接部38位于比嵌装在内室35中的球座16的座拐点部34靠上方的位置处。该承接部38的内周面成为保持球座16的部分,该承接部38的外周面以随着朝向壳体主体37的上端侧即变形部39(拐点部40)侧而逐渐向壳体主体37的中心轴侧即内侧倾斜的方式形成,换而言之,该承接部38的外周面以直径尺寸变小的方式(缩径)的方式形成。该承接部38的外周面的相对于壳体主体37的轴向垂直方向r的角度α被设定为小于90°(锐角)。因此,该承接部38比拐点部40朝壳体主体37的径向突出(伸出)。而且,该承接部38的下端部的外周面成为比壳体主体37的外周面朝径向外侧突出的突出部45。并且,该承接部38是在壳体17成型(锻造成型)时的同时形成的,而不是在成型后通过切削加工等形成的。并且,作为承接部38的外周面的形状,在本实施方式中形成为整体以同一角度倾斜的平面状,但也可以在局部产生凹凸等或者形成为曲面状,因此,以下,角度α是指承接部38的外周面在拐点部40的位置处的切平面相对于轴向垂直方向r的角度。

变形部39构成作为壳体主体37的一端部的开口部36的缘部整周,并且借助沿着壳体主体37的轴向a的从上方朝向下方的载荷而发生塑性变形、即铆接变形,由此以向中心轴侧即内侧、和内侧的反方向即外侧突出的方式变形,从而形成向内侧突出的压紧部46而将球座16沿轴向a压入并防脱保持于内室35,并且形成向外侧突出的对置承接部47,从而在与承接部38的外周面之间形成嵌合槽48,该嵌合槽48是保持防尘罩18的下端部的保持部(图2)。即,该变形部39位于比嵌装在内室35中的球座16的座拐点部34靠上方的位置处。该变形部39朝向壳体主体37的上端部形成为大致直线状。即,该变形部39从作为下端部的拐点部40至上端部形成为大致固定的直径尺寸。因此,该变形部39的外周面相对于壳体主体37的轴向垂直方向r的角度β被设定为大致90°。因此,承接部38和变形部39各自的外周面相对于壳体主体37的轴向垂直方向r的角度α、β之和被设定为小于180°(α+β<180°)。并且,作为变形部39的外周面的形状,在本实施方式中形成为整体以同一角度倾斜的平面状,但也可以在局部产生凹凸等或者形成为曲面状,因此,以下,角度β是指变形部39的外周面在拐点部40的位置处的切平面相对于轴向垂直方向r的角度。

拐点部40是承接部38的外周面相对于轴向垂直方向r的角度α和变形部39的外周面相对于轴向垂直方向r的角度β的转换部分,由承接部38的外周面和变形部39的外周面形成为大致v字状的槽部,并且遍及壳体主体37的整周连续。

防尘罩18也被称作防尘密封件或橡胶防尘罩等,例如整体上由软质橡胶或软质合成树脂等形成。该防尘罩18的上端部成为作为(一个)抵接部的上侧唇部51,该上侧唇部51遍及凸缘部23的下端和销部22的外周被嵌装于球头销15上,该防尘罩18的下端部成为作为(另一个)抵接部的下侧唇部52,该下侧唇部52被嵌装于在壳体17的壳体主体37上形成的嵌合槽48中。另外,该防尘罩18的两端部之间(上侧唇部51与下侧唇部52之间)成为朝径向鼓出的鼓出部53。该鼓出部53是承受防尘罩18在球头销15摆动时的变形载荷的部分。因此,该防尘罩18成为鼓出部53处的直径尺寸比轴向尺寸大的扁平的圆筒状。在径向上,该防尘罩18的上侧唇部51紧固球头销15的销部22的外周而被固定,并且其下侧唇部52被大致圆形环状的作为固定部件的夹具54保持固定于嵌合槽48,从而,该防尘罩18覆盖壳体17的壳体主体37的开口部36,防止了灰尘从该开口部36进入。

接下来,还参照图3,对上述第1实施方式的球节11的制造方法进行说明。并且,球节11基本上左右对称,因此,在图3中仅示出一侧,并省略另一侧的图示。

首先,成型出壳体17。在该状态下,形成壳体17的承接部38、变形部39以及拐点部40,承接部38的外周面相对于轴向垂直方向r以角度α(<90°)倾斜,变形部39的外周面相对于轴向垂直方向r以角度β(≦90°)倾斜,并且在本实施方式中成为与轴向a大致平行的方向,这些承接部38和变形部39各自的外周面的角度α、β之和小于180°(图3的(a))。

在另行成型出的球座16中,将球头销15的球部21压入保持于滑动接触面31。并且,关于球座16,例如也可以将球部21作为型芯并在该球部21的外周面上注塑成型,来代替与球部21分开形成并将球部21压入的结构。

接下来,将保持有该球部21的球座16从开口部36向壳体17的壳体主体37的内室35压入(图3的(b))。在该状态下,球座16的座拐点部34位于比壳体17的承接部38、拐点部40以及变形部39靠下方的位置处,球座16的上端部(上侧开口32侧)位于与拐点部40大致相同或者比该该拐点部40稍靠下方的位置处。

然后,对于变形部39,利用辊或压力机沿着轴向a从上方在整周上施加载荷,由此使该变形部39塑性变形(铆接变形)。此时,由于将承接部38的外周面相对于轴向垂直方向r的角度α和变形部39的外周面相对于轴向垂直方向r的角度β之和设定为小于180°,因此,变形载荷集中在拐点部40,基本上只有变形部39从拐点部40变形,载荷没有作用于承接部38。然后,变形部39以壁向壳体主体37(壳体17)的中心轴侧即内侧和该内侧的相反侧即外侧延伸的方式发生塑性变形,由此,借助压紧部46将收纳于内室35中的球座16的座主体27的上端部即上侧开口32侧朝向下方即球部21的外周面侧按压,使该上侧开口32侧沿着该球部21的外周面变形,从而使滑动接触面31与球部21的外周面紧密接触,在将球座16的座主体27的上端部(上侧开口32的缘部)夹在球部21与压紧部46之间的状态下将球座16保持于内室35。另外,在塑性变形的变形部39中的向外侧延伸的对置承接部47与承接部38之间形成嵌合槽48(图3的(c))。

然后,将防尘罩18的下端部的下侧唇部52嵌装于嵌合槽48,并使上端部的上侧唇部51与凸缘部23的下部抵接而将其嵌装于销部22的外周面,利用夹具54将下侧唇部52保持固定于嵌合槽48。

如上所述,根据上述的第1实施方式,通过将承接部38和变形部39各自的的外周面的相对于壳体主体37的轴向垂直方向r的角度α、β之和设定为小于180°,其中,所述承接部38被设置于筒状的壳体主体37的上端侧,所述变形部39与该承接部38相邻,由此,变形部39与承接部38之间的壳体主体37的外周面成为拐点部40,从而使得在塑性变形时沿着壳体主体37的轴向施加于变形部39的载荷集中在拐点部40,而难以对承接部38侧产生影响。因此,能够仅使变形部39可靠地变形,从而能够廉价地形成保持防尘罩18的下端部(下侧唇部52)的嵌合槽48,而不需要另行的切削等加工。

即,在作为比较例而示出于图4的(a)至图4的(d)的情况下,变形部39的外周面相对于轴向垂直方向r的角度α、和壳体主体37的下述部分56相对于轴向垂直方向r的角度β之和在180°以上:该部分与该变形部39的下部相邻且保持球座16,在这样的情况下,在对变形部39施加变形载荷时,载荷会向壳体主体37侧施加,从而可能会在壳体主体37的保持球座16的部分56上产生不必要的变形,与此相对,在本实施方式中,对于承接部38,不容易产生这样的不必要的变形,对于壳体17对球座16的保持来说,影响较小。

另外,通过成型来设置承接部38,由此,与例如通过切削等来设置的情况相比,能够更加廉价地进行制造,并且,通过将承接部38的外周面相对于壳体主体37的轴向垂直方向的角度设定为小于90°,由此,使承接部38向径向外侧伸出,从而能够利用在与发生了塑性变形的变形部39之间形成的嵌合槽48来可靠地保持防尘罩18的下端部的下侧唇部52。

而且,由于承接部38的下端侧的外周面成为比壳体主体37的外周面朝径向外侧突出的突出部45,因此,能够扩大承接部38与防尘罩18的下侧唇部52的接触面积,从而能够利用嵌合槽48更加稳定地保持下侧唇部52。

并且,通过具备这样的壳体17,能够廉价地形成保持防尘罩18的下端部(下侧唇部52)的嵌合槽48,而不需要另行的切削等加工,从而能够提供廉价且稳定的性能的球节11。即,由于能够采用利用夹具54将防尘罩18的下端部(下侧唇部52)固定于嵌合槽48的结构,其中,所述防尘罩18在两端之间具有鼓出部53,该鼓出部53承受防尘罩18在球头销15摆动时的变形载荷,因此,能够防止由于球头销15的摆动而导致的防尘罩18的下侧唇部52等的浮起,从而能够确保密封性,能够可靠地防止由于灰尘的进入而导致的性能降低,并且,能够确保对抗弯曲的强度,从而能够抑制早期劣化。

而且,通过使球座16形成为厚度随着从座拐点部34朝向上侧开口32侧而逐渐变大,其中,所述座拐点部34允许因壳体17的变形部39的塑性变形所引起的上侧开口32侧的沿着球部21的外周面的变形,由此,施加于变形部39的变形载荷几乎全都施加到球座16的厚度较厚的位置(比座拐点部34靠上端侧)处,能够利用球部21和变形部39可靠地夹持球座16,从而将球座16稳定地固定于内室35。

并且,在上述第1实施方式中,也可以如图5所示的第2实施方式那样,将承接部38的外周面相对于轴向垂直方向r的角度α设定得更大,并使该角度α与变形部39的外周面相对于轴向垂直方向r的角度β之和成为小于180°且在180°附近的值。这种情况下,虽然拐点部40不是明确的槽状,但能够起到与上述第1实施方式相同的作用效果。这种情况下,例如使承接部38的下端部以沿着轴向垂直方向r的方式弯曲地形成,由此,无需使承接部38的外周面的下端侧相对于壳体主体37的外周面过度突出、即无需设置突出部45就能够通过承接部38并利用嵌合槽48来更加稳定地保持防尘罩18的下侧唇部52。因此,能够使壳体17的外径尺寸更小,从而能够使壳体17和球节11更加小型化。

另外,在上述各实施方式中,也可以如图6所示的第3实施方式那样,将变形部39的外周面相对于轴向垂直方向r的角度β设定为小于90°(锐角),例如设定成与承接部38的外周面相对于轴向垂直方向r的角度α大致相等。这种情况下,在利用辊或压力机沿着轴向a从上方针对将球座16收纳于内室35中的壳体17的变形部39整周地施加载荷时,能够更容易使对置承接部47朝外侧延伸,因此,无需使承接部38的外周面的下端侧相对于壳体主体37的外周面过度突出、即无需设置突出部45就能够利用嵌合槽48来更加稳定地保持防尘罩18的下侧唇部52。因此,能够使壳体17的外径尺寸更小,从而能够使壳体17和球节11更加小型化。

而且,在上述第3实施方式中,即使将承接部38相对于轴向垂直方向r的角度α设定为大致90°,即,将承接部38设置成在壳体主体37的轴向上具有大致固定的直径尺寸的直线圆筒状,也能够起到与上述各实施方式相同的作用效果。

并且,上述各实施方式的球节11不仅能够作为悬架装置或转向装置来应用,而且能够作为车辆用的任意球节或车辆以外的任意球节来应用。

产业上的可利用性

本发明能够恰当地用于例如机动车等车辆的悬架装置或转向装置等。

标号说明

11:球节;

15:作为球侧部件的球头销;

16:作为轴承座的球座;

17:壳体;

18:防尘罩;

21:球部;

22:作为轴部的销部;

31:作为保持面的滑动接触面;

32:作为开口的上侧开口;

34:座拐点部;

35:内室;

36:开口部;

37:壳体主体;

38:承接部;

39:变形部;

48:作为保持部的嵌合槽。

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