CN102985708A - 球形接头及球形接头的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种球形接头，包括：具有开口部(20)的外壳(11)；具有轴部(30)和球部(31)的球销(12)；收纳在外壳(11)中的球形密封件(13)，其具有凹球面(50)、外伸部(51)及斜面部(52)，其中，所述凹球面供球部(31)插入，所述外伸部的内径比球部(31)的外径小，以阻止球部(31)从凹球面(50)脱离，所述斜面部形成在供轴部(30)插通的孔部(21)上，且呈内径从外伸部(51)朝向开口部(20)扩大的形状；以及铆接部(80)，该铆接部使形成于外壳(11)的开口部(20)的端壁的突出部(25)朝球形密封件(13)的端面侧弯曲，并与球形密封件(13)的端面重叠配置，其朝向外伸部(51)延伸而与斜面部(52)相对，该球形接头不仅能可靠地防止球形密封件(13)脱离外壳(11)，而且能可靠地进行球形密封件(13)相对于外壳(11)在上下及径向上的定位。

Description

球形接头及球形接头的制造方法

技术领域

本发明涉及可用在各种设备等的可动部分上的球形接头及其制造方法，尤其是，涉及能可靠地进行球形密封件相对于外壳在上下及径向上的定位的技术。

背景技术

球形接头由外壳、具有球部的球销、收纳在外壳中的球形密封件及防尘罩等构成。在球形密封件的内部形成有能自由旋转地与上述球部嵌合的凹球面。在球形密封件上形成有外伸部，以阻止球部从凹球面脱离。外伸部的内径比球部的外径小。因此，在将球部插入凹球面时，对球销施加轴线方向上的载荷，从而在利用球部使外伸部强行扩张的同时，将球部插入凹球面。

在日本专利特许第3168229号公报所公开的球形接头中，作为将球形密封件固定于外壳的方法，在由热塑性树脂构成的球形密封件的底部形成突起，并在外壳的底部形成孔，通过将上述突起插入该孔中，并使突起的前端部受热而变形(热铆接)，从而将球形密封件固定于外壳。

发明内容

在上述球形接头及球形接头的制造方法中，存在如下问题。即，在使设于球形密封件一部分上的突起从外壳的底部的孔突出并通过热铆接来进行固定的球形接头中，例如在外壳的底部与飞石等障碍物发生碰撞时、或是在遭遇强酸等腐蚀性液体时，合成树脂制的突起可能会发生损伤，而使球形密封件的固定发生松弛。此外，由于突起朝外壳的底部突出，因此，还存在外壳在轴线方向上的尺寸较大、很难将杆构件(系杆等)固定在外壳的底部这样的问题。

另一方面，由于球形密封件是树脂材料制成的，因此，存在刚性低、当固定在外壳内时很难固定位置这样的问题。若无法使球形密封件正确地定位在外壳内，则球部的摆动中心会偏离规定的位置，而可能无法发挥预期的性能。

因此，本发明的目的在于提供一种球形接头及其制造方法，该球形接头不仅能可靠地防止球形密封件脱离外壳，还能可靠地进行球形密封件相对于外壳在上下及径向上的定位。

(1)本发明的球形接头的特征是，包括：金属制的外壳，该外壳具有开口部；球销，该球销具有轴部和球部；球形密封件，该球形密封件是收纳在上述外壳中的合成树脂制的球形密封件，并具有凹球面、外伸部及斜面部，其中，上述凹球面供上述球部插入，上述外伸部的内径比上述球部的外径小，以阻止上述球部从上述凹球面脱离，上述斜面部形成在供上述轴部插通的孔部上，且形成内径从上述外伸部朝向上述开口部扩大的形状；以及铆接部，该铆接部使形成于上述外壳的上述开口部的端壁的突出部朝上述球形密封件的端面侧弯曲，并且与上述球形密封件的端面重叠配置，其朝向上述外伸部延伸而与上述斜面部相对。

(2)本发明的球形接头的制造方法的特征是，包括：将球销的球部插入球形密封件的凹球面的工序；将插入有上述球部的上述球形密封件插入至外壳中的工序；通过对形成于上述外壳的开口部的端壁上的突出部施加朝向球销的轴部的、沿径向的载荷，来使上述突出部以朝斜内侧倾斜的方式塑性变形的第一铆接工序；以及通过对上述突出部施加沿着斜面部的载荷，来使上述突出部塑性变形，从而利用上述突出部夹住球形密封件的端面的第二铆接工序，其中，上述斜面部形成在供形成于上述球形密封件的上述轴部插通的孔部上，且形成内径从上述外伸部朝向上述开口部扩大的形状。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的球形接头的剖视图。

图2是表示上述球形接头的制造工序的一部分的说明图。

图3是表示上述球形接头中的突出部与小径部的关系的说明图。

图4是表示本发明第二实施方式的球形接头的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1表示本发明一实施方式的球形接头10。球形接头10的用途不受限定，但作为一例，可用在将构成汽车的悬架机构部的稳定器与车体连接的稳定器连杆中。

上述球形接头10包括外壳11、球销12、球形密封件13、防尘罩14等。在外壳11上焊接有杆构件15。

外壳11例如由碳素钢等金属构成，其具有位于图1中的上侧的开口部20、圆筒形的周壁部21、位于与开口部20相反一侧的底部22等。在开口部20的端壁20a上，形成有构成后述铆接部80的厚度为t、长度为L的突出部25。突出部25的厚度t设定为周壁部21的厚度的40～60％。若不足40％，则变形后的载荷不足，无法高精度地按压球形密封件13的端面13a。另外，若超过60％，则铆接加工会变得困难。此外，突出部25的长度L设定为厚度t的2～4倍。若不足2倍，则在铆接加工时，不仅所需的铆接力增大，而且在球形密封件13上的按压余量不足。另外，若超过4倍，则冲压加工会变得困难。

在周壁部21外表面的开口部20附近形成有防尘罩安装槽26。防尘罩安装槽26在周壁部21的周向上是连续的。

球销12是金属制的，其具有轴部30和球部31。轴部30与球部31相互成型为一体。在轴部30上形成有阳螺纹部35、第一凸缘部36、第二凸缘部37、小径部38等。第一凸缘部36的直径比第二凸缘部37的直径大。在凸缘部36、37之间形成有防尘罩安装部39。防尘罩安装部39在球销12的周向上是连续的。球部31的前端面31a成型为平坦的形状。

球形密封件13是合成树脂制的，其被收纳在外壳11的内部。上述球形密封件13具有供上述球部31插入的凹球面50、构成球部31的防脱部的外伸部51、在将球部31插入凹球面50时对球部31的插入进行导向的斜面部52、在凹球面50周围形成的侧壁部53及底壁部54等。外伸部51、侧壁部53和底壁部54相互成型为一体。

球部31与凹球面50彼此以能绕球形密封件13的轴线X旋转的方式嵌合。此外，上述球部31以使球销12能相对于球形密封件13的轴线X倾斜、且能在所有方向上摇头的方式与凹球面50嵌合。

外伸部51的内径D1比球部31的外径D2小。利用上述外伸部51，就可阻止插入凹球面50的球部31从凹球面50拔出。

斜面部52形成在供球销12的轴部30插通的球形密封件13的孔部60的内周面上。上述斜面部52呈内径从外伸部51朝向外壳11的开口部20扩大的锥形形状。上述斜面部52与球形密封件13的端面13a相连。

球形密封件13的底壁部54呈构成与球部31的外周面贴合的球的一部分的形状。球形密封件13的底壁部54与外壳11的底部22重叠。在球形密封件13的底壁部54与球部31的前端面31a之间，形成能积存油脂等润滑剂的空间部61。

在外壳11的开口部20上设置有铆接部80。通过使与外壳11的开口部20的端壁20a一体形成的突出部25塑性变形，来构成铆接部80。铆接部80理想的是设置在外壳11的整个外周，但只要在强度上没有问题，也可以设置在外壳11的周向上的一部分。

铆接部80在外壳11的开口部20内侧与球形密封件13的端面13a重叠地配置。突出部25以与球形密封件13的上述斜面部52相对的方式沿着斜面部52朝向外伸部51延伸。突出部25的内径D3设定为不会与球销12摆动时球部31所描出的轨迹发生干涉的尺寸。此外，如图3所示，突出部25呈在使球销12摆动到最大角度时与小径部38贴合的形状，从而可防止因小径部38和突出部25发生干涉而减小球销12的摆动角度。

在形成铆接部80时，首先在第一铆接工序中，对突出部25施加沿球形密封件13的径向的载荷P1。在该径向的载荷P1的作用下，突出部25以朝斜内侧倾斜45°左右的方式塑性变形。

接着，在第二铆接工序中，对上述突出部25施加沿着球形密封件13的斜面部52的载荷P2。在该载荷P2的作用下，突出部25以夹着球形密封件13的端面13a的方式塑性变形。由于铆接部80的根部以曲率半径R弯曲，因此，能减轻铆接部80过度压迫球形密封件13。

这样，首先在第一工序中利用径向的载荷P1使突出部25倾斜45°左右来发生变形，然后在第二工序中施加轴线方向上的载荷P2，由此来形成铆接部80，因此，能避免在球形密封件13上过度施加铆接载荷。

另外，如图1所示，上述铆接部80形成在将从球形密封件13的外周面13b至凹球面50的距离为最小的部位朝球形密封件13的轴线X方向延伸的部位与球形密封件13的外周面13b之间的区域S内。在上述区域S中，由于在轴线X方向上确保了球形密封件13的壁厚，因此，即便球形密封件13受到轴线X方向上的铆接载荷，球形密封件13也能足以承受上述铆接载荷。

如图1所示，橡胶制的防尘罩14的一端14a被压入外壳11的防尘罩安装槽26中，并被固定在外壳11上。防尘罩14的另一端14b被嵌入球销12的防尘罩安装部39。

如图3所示，一旦球销12相对于球形密封件13的轴线X倾斜规定量，则由于球销12的轴部30与突出部25抵接，就可阻止球销12进一步倾斜。

上述球形接头10可经过下面所述的工序等制造而成。

(1)将球销12的球部31插入球形密封件13的凹球面50。

(2)将插入有球部31的球形密封件13插入至外壳11中。

(3)通过对外壳11的突出部25施加朝向轴部30的、沿径向的载荷P1，来使突出部25以朝斜内侧倾斜的方式塑性变形。该工序是第一铆接工序。

(4)通过对突出部25施加沿球形密封件13的斜面部52的载荷P2，来使突出部25塑性变形，从而利用突出部25夹住球形密封件13的端面13a。该工序是第二铆接工序。

根据本实施方式的球形接头10，当球销12受到轴线X方向上的拉出载荷时，可利用外伸部51来防止球部31脱离。当在轴线X方向上施加有可使外伸部51变形这样的过大的载荷时，可利用突出部25来抑制外伸部51的变形。

此外，由于在第二铆接工序中，进行沿着斜面部52的加压，因此，球形密封件13不会受到过大的力，也不会受到过度压迫。

此外，通过利用突出部25来在全周上对球形密封件13的斜面部52进行加压，就可产生向心效果，不仅可使球形密封件13的轴心与轴线X一致，而且可将球形密封件13朝向外壳11的底部22按压。因此，能可靠地进行球形密封件13相对于外壳11在上下及径向上的定位。

另外，通过对形成于金属制的外壳11的突出部25进行铆接，就可将球形密封件13固定于外壳11。因此，与以往那样利用热铆接将球形密封件固定于外壳的情况相比，能提高防脱强度。

此外，由于合成树脂制的球形密封件13的一部分没有在外壳11的底部22突出，因此，不容易受到飞石及腐蚀性液体的影响。而且，能以任意的角度将杆构件16焊接在外壳11的底部22上。

图4表示本发明第二实施方式的球形接头10A。另外，在图4中，对与图1相同的功能部分标注相同符号，并省略其详细说明。

球形接头10A在球形密封件13与突出部25之间设置有止动环100。

止动环100在外壳11的开口部20内侧与球形密封件13的端面13a重叠地配置。止动环100包括环状的基部101和在该基部101的内周侧与基部101一体地形成的限位部102。

限位部102以与球形密封件13的上述斜面部52相对的方式沿着斜面部52朝向外伸部51延伸。止动环100的内径D4设定为不会与球销12摆动时球部31所描出的轨迹发生干涉的尺寸。

止动环100的材质的一例是金属。而且，除了金属之外，既可以使用强度比球形密封件13的材料的强度高的树脂，也可以使用纤维强化合成树脂。

在外壳11的开口部20上设置有铆接部80A。通过使与外壳11的开口部20的端壁20a一体形成的突出部25塑性变形，以对止动环100进行固定，由此来构成铆接部80A。铆接部80A理想的是设置在外壳11的整个外周上，但只要在强度上没有问题，也可以设置在外壳11的周向上的一部分。

在形成铆接部80A时，首先在铆接工序中，对突出部25施加沿球形密封件13的径向的载荷P1(参照图2)。在该径向的载荷P1的作用下，突出部25以朝内侧倾斜90°左右的方式塑性变形。藉此，突出部25发生塑性变形，以将止动环100的基部101夹在突出部25与球形密封件13的端面13a之间。由于铆接部80A的根部以曲率半径R弯曲，因此，能减轻铆接部80A过度压迫球形密封件13。

在本实施方式的球形接头10A中，也可得到与上述球形接头10相同的效果。

另外，本发明不限定于上述实施方式，可在不脱离本发明的思想的范围内进行各种变形并加以实施。

工业上的可利用性

可获得不仅能可靠地防止球形密封件脱离外壳，还能可靠地进行球形密封件相对于外壳在上下及径向上的定位的球形接头及其制造方法。

Claims (2)

1.一种球形接头，其特征在于，包括：

金属制的外壳，该外壳具有开口部；

球销，该球销具有轴部和球部；

球形密封件，该球形密封件是收纳在所述外壳中的合成树脂制的球形密封件，并具有凹球面、外伸部及斜面部，其中，所述凹球面供所述球部插入，所述外伸部的内径比所述球部的外径小，以阻止所述球部从所述凹球面脱离，所述斜面部形成在供所述轴部插通的孔部上，且呈内径从所述外伸部朝向所述开口部扩大的形状；以及

铆接部，该铆接部使形成于所述外壳的所述开口部的端壁的突出部朝所述球形密封件的端面侧弯曲，并且与所述球形密封件的端面重叠配置，其朝向所述外伸部延伸而与所述斜面部相对。

2.一种球形接头的制造方法，其特征在于，包括：

将球销的球部插入球形密封件的凹球面的工序；

将插入有所述球部的所述球形密封件插入至外壳中的工序；

通过对形成于所述外壳的开口部的端壁上的突出部施加朝向球销的轴部的、沿径向的载荷，来使所述突出部以朝斜内侧倾斜的方式塑性变形的第一铆接工序；以及

通过对所述突出部施加沿着斜面部的载荷，来使所述突出部塑性变形，从而利用所述突出部夹住球形密封件的端面的第二铆接工序，其中，所述斜面部形成在供形成于所述球形密封件的所述轴部插通的孔部上，且呈内径从所述外伸部朝向所述开口部扩大的形状。

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