CN103375482A

CN103375482A - 球窝接头

Info

Publication number: CN103375482A
Application number: CN2013101428591A
Authority: CN
Inventors: 芝田英夫; 水田进一
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2013-10-30
Also published as: US20130287478A1; EP2657552A3; JP2013228037A; EP2657552A2

Abstract

本发明提供一种球窝接头。球窝接头（1）具有筒状的罩（5），该罩（5）的上端部（5a）及下端部（5b）分别外嵌于球头螺栓（4）的轴部（12）的中间部以及外壳（2）的开口端（6a）。在罩（5）的上端部（5a）设置有环状的唇部（70）。唇部（70）具有：第一接触面（32），其用于与轴部（12）的外周接触；第二接触面（33），其用于与转向节臂（52）的下表面（52b）接触；以及环状的肋（61），其形成为从第一接触面（32）的上端部比第一接触面（32）朝内侧突出。肋（61）通过与轴部（12）的接触而以沿着第一接触面（32）且比第二接触面（33）朝上方突出的方式进行弹性变形。

Description

球窝接头

技术领域

本发明涉及球窝接头。

背景技术

例如，在转向操纵装置与悬架装置的转向节臂的连接部分具备将转向节臂支承为能够转向且能够上下移动的球窝接头（所谓的外球窝接头，outer ball joint）。在这样的球窝接头中存在具备如下部件的结构：在轴部的基端设置有球头部的金属制的球头螺栓；有底圆筒状的外壳，该外壳在使轴部从开口突出的状态下将球头部保持于其内部；夹装于外壳与球头部之间的合成树脂制的树脂片材；以及安装于外壳的筒状的橡胶制的罩（例如WO2011/033867A1）。球头螺栓能够以球头部为中心而相对于外壳进行摆动，并且能够绕其轴部的中心轴线进行旋转。

罩将外壳的开口覆盖，并在转向节臂与转向操纵装置的连接部分防止泥、水等的异物浸入到外壳内。罩的一端及另一端分别外嵌于轴部的中间部以及外壳的开口端（形成有开口的一侧的端部）。在罩的一端设置有与球头螺栓的轴部外周弹性接触的唇部。而且，在树脂片材与球头部之间填充有润滑脂。

用于安装球窝接头的转向节孔在被安装面开口，将球头螺栓的轴部插入到转向节孔中，并将球头螺栓固定于转向节臂，由此将球窝接头安装于转向节臂。在该安装状态下，唇部与转向节臂的被安装面以及球头螺栓的轴部外周的双方进行弹性接触。

在该状态下，如果球头螺栓以球头部为支点而相对于外壳进行摆动，则设置于罩的一端（外嵌于轴部的中间部的罩的端部）的唇部随着球头螺栓的摆动而与轴部一起移动。因此，如果球头螺栓大幅地摆动，则位于轴部倾倒的一侧的罩被压缩，并且位于轴部倾倒侧的相反侧的罩被朝另一端侧拉动。在这种情况下，伴随着球头螺栓的摆动，当唇部从转向节臂的被安装面离开时，存在如下担忧：不仅会在唇部与被安装面之间产生间隙，还会在唇部与轴部外周之间产生间隙。如果在唇部与轴部外周之间产生间隙，则异物能够通过该间隙而浸入到罩内。

尤其是在寒冷地域，填充于树脂片材与球头部之间的润滑脂的粘度增大，从而为了使球头螺栓及罩倾倒而需要非常大的载荷。因此，在球头螺栓进行摆动时作用于唇部的载荷非常大，唇部的移动量也增大。因此，在寒冷地域可能会出现泥、水等的异物浸入到罩内的问题。

发明内容

本发明提供一种能够可靠地防止异物浸入到罩内的球窝接头。

根据本发明的一个实施方式，在罩的一端设置有唇部。唇部具有：与被安装部件的被安装面弹性接触的一端面；与轴部外周弹性接触的内周面；以及形成于内周面的一端部的环状的肋。肋形成为朝内侧突出并且通过与轴部外周接触而以沿着内周面且比一端面朝与另一端侧相反的一侧突出的方式进行弹性变形。因此，在肋始终产生欲复原为初始的形状的复原力，即，在肋始终产生欲朝内侧倾倒的方向上的力，因此，肋的前端部始终与轴部外周弹性接触。

通过以下参照附图对本发明的实施方式示例所进行的详细描述，本发明的上述及其他目的、特征和优点会变得更加清楚，其中，例如利用数字附图标记来表示结构单元。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的球窝接头的结构的局部剖视图。

图2是放大示出第一实施方式所涉及的球窝接头的罩的上端部附近的剖视图。

图3是第一实施方式所涉及的罩的纵剖视图。

图4是示出使第一实施方式所涉及的球头螺栓进行大幅摆动时的唇部的状态的剖视图。

图5是示出本发明的第二实施方式所涉及的球窝接头的结构的局部剖视图。

图6是放大示出第二实施方式所涉及的球窝接头的罩的上端部附近的剖视图。

图7是第二实施方式所涉及的罩的纵剖视图。

图8是示出使第二实施方式所涉及的球头螺栓进行大幅摆动时的唇部的状态的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的球窝接头1的结构的局部剖视图。在图1中，示出了将球窝接头1例如安装于悬架装置用的转向节臂（被安装部件）51以后的状态。球窝接头1配备于转向节臂51与转向操纵装置（未图示）的连接部分，并作为外球窝接头而发挥功能。球窝接头1将转向节臂51支承为能够转向且能够上下移动。

转向节臂51具备例如铝制的转向节主体（未图示）、和紧固于该转向节主体的下部的铝制的托架52。在托架52的板状部（被安装部分）的规定位置，以将板状部沿其厚度方向贯通的方式而形成有用于供球头螺栓4的轴部12插通的转向节孔（被安装孔）53。换言之，转向节孔53在下表面52b开口。转向节孔53的内周壁形成为直径朝向下方扩大的锥状。

球窝接头1具备筒状的外壳2、被保持于该外壳2的内部的树脂片材3和球头螺栓4、以及安装于外壳2的筒状的罩5。外壳2包括在内侧配置有树脂片材3的筒状部件6、和以将该筒状部件6的下端封闭的方式固定于该下端的插塞（plug）板7。筒状部件6的上端成为开口端6a。

树脂片材3呈杯状，包括筒状的周壁部8、和设置于该周壁部8的下端的底部9。树脂片材3配置成使得周壁部8沿着筒状部件6的内周面且使得底部9与插塞板7对置。树脂片材3被保持于在开口端6a所设置的环状的凸缘部10与插塞板7之间。凸缘部10的内径小于球头螺栓4的一部分（后述的球头部11）的外径，利用开口端6a而防止球头螺栓4的一部分以及树脂片材3从筒状部件6脱落。

球头螺栓4是由具有球面状的外周面的球头部11、和从该球头部11朝上方突出的轴部12一体形成的金属制的部件。球头部11配置成使得其中心位于轴部12的中心轴线上。在轴部12的前端形成有外螺纹部31。球头部11在筒状部件6内被树脂片材3包覆，轴部12从筒状部件6的开口端6a突出。球头部11的除了靠近轴部12的部分以外的大部分被树脂片材3包覆。借助树脂片材3而将球头部11保持于外壳2。

另外，树脂片材3的内周面形成为沿着球头部11的外周面的形状。在树脂片材3与球头部11之间填充有润滑脂。球头部11能够相对于树脂片材3滑动，球头螺栓4能够以球头部11为中心而相对于外壳2进行摆动。进而，球头螺栓4能够绕轴部12的中心轴线进行旋转。

罩5的上端部（一端）5a的直径小于下端部（另一端）5b的直径，中间部形成为比下端部5b向外侧鼓出的筒状。罩5是使用具有弹性的部件（例如，氯丁橡胶（CR）、丁腈橡胶（NBR）、天然橡胶等）而形成的。罩5的上端部5a外嵌于轴部12的中间部，与轴部12的外周弹性接触。另外，在图1所示的状态下，罩5的上端部5a还与下表面52b接触。

罩5的下端部5b外嵌于筒状部件6的开口端6a。利用夹箍（clip）13将罩5的下端部5b固定于筒状部件6，上述夹箍13安装于上述下端部5b。具体而言，在外壳2的开口端6a的外周形成有沿其周向延伸的罩安装用的环状槽14。形成于开口端6a的内侧的开口被罩5覆盖，由此，防止水、尘埃等异物浸入球窝接头1内。另外，罩5的下端部5b被插入到环状槽14。下端部5b包括圆筒部21和以从该圆筒部21的前端朝外侧扩展的方式折返的环状的折返部22。例如，夹箍13是呈圆环状的例如卷绕一层的钢制的弹簧部件，也可以卷绕两层或者卷绕三层。夹箍13在环状槽14内外嵌于圆筒部21，从外侧紧固圆筒部21而将该圆筒部21固定于筒状部件6。

图2是放大示出球窝接头1的罩5的上端部5a附近的剖视图。图3是罩5的纵剖视图。在图3中，示出了与图1所示的状态等同的、罩5在长度方向上收缩的状态。罩5在上端部5a一体具备大致呈圆筒状的圆环状的唇部70。参照图2以及图3对唇部70进行说明。

唇部70一体地具备用于与轴部12的外周滑动接触的第一滑动接触面（内周面）32、用于与下表面52b滑动接触的第二滑动接触面（一端面）33、形成于第一滑动接触面32的上端部（即第一滑动接触面32的与第二滑动接触面33的边界部分）的圆环状的肋61、以及形成于第二滑动接触面33的外端部的圆环状的环状突起62。第一滑动接触面32形成为以球头螺栓4的轴部12的中心轴线为中心的圆筒面。第一滑动在球头螺栓4插通于罩5的插通状态下，接触面32在其整个区域内与轴部12的外周滑动接触。

第二滑动接触面33形成为唇部70的上端面。第二滑动接触面33经由唇部70而与第一滑动接触面32连续。第二滑动接触面33形成为以球头螺栓4的轴部12的中心轴线为中心的圆环状，且形成为在肋61的自由状态下与第一滑动接触面32大致正交的平坦面。肋61从第一滑动接触面32的上端部朝向内侧（球头螺栓4的轴部12的径向内侧）延伸，其截面形状为尖头状的三角形。

在球窝接头1被组装后的状态下，第一滑动接触面32与球头螺栓4的轴部12的外周滑动接触。在该状态下，环状的肋61与球头螺栓4的轴部12接触，被推压为朝向上方的铅直姿势。换言之，肋61在上下方向上以比第二滑动接触面33朝上方突出的方式进行弹性变形。因此，被安装于球窝接头1的状态下的罩5的肋61始终产生欲复原为初始形状的复原力，即始终产生欲朝内侧倾倒的（其前端部以基端部为中心朝内侧转动的方向上的）弹力。

环状突起62从第二滑动接触面33的外端部朝外侧斜上方突出。具体而言，环状突起62以越朝向外侧便越朝向上方的方式延伸。环状突起62的截面形状具有尖头状的三角形。在图1所示的状态下，环状突起62被下表面52b按压而发生变形，从而比唇部70的外周朝径向外侧突出。

当将球窝接头1朝转向节臂51安装时，将球头螺栓4的轴部12插入于转向节孔53，朝里侧压入轴部12直到唇部70与下表面52b接触为止。之后，通过使螺母30与从托架52的上方突出的外螺纹部31螺合而将螺母30拧入，由此将球头螺栓4固定于转向节臂51，从而将球窝接头1安装于转向节臂51。

如上所述，转向节臂51的转向节孔53的内周壁形成为随着朝向下方而扩径的锥状。如图2所示，在转向节孔53的内周壁的开口端部形成有倾斜面54，该倾斜面54由比除了开口端部之外的部分进一步扩径的圆锥面形成。因此，在将球窝接头1安装于转向节臂51的状态下，由倾斜面54和轴部12的外周形成环状的收纳空间55（参照图2以及图4）。收纳空间55的截面形状具有朝向上方呈尖头状的三角形状。收纳空间55形成为与肋61的前端部大致匹配的形状，在收纳空间55收纳肋61的前端部。在该实施方式中，位于收纳空间55的肋61被倾斜面54和轴部12的外周按压而与它们接触。然而，该压接的程度较弱，因此，位于收纳空间55的肋61不会被压坏（不发生塑性变形）。通过切削加工以自下表面52b起对转向节孔53的开口端部的内壁进行切削的方式而形成倾斜面54。

在图1所示的安装后的状态下，如果球头螺栓4以球头部11为支点进行摆动，则罩5的唇部70随着球头螺栓4的摆动而与轴部12一起移动。因此，如果球头螺栓4进行大幅摆动，则位于轴部12倾倒侧的罩5被压缩，并且位于与轴部12倾倒侧相反的一侧的罩5被朝另一端侧拉动。伴随着球头螺栓4以球头部11为中心的摆动，罩5的唇部70的第一滑动接触面32在轴部12的外周滑动，另外，罩5的唇部70的第二滑动接触面33在下表面52b的转向节孔53的周围部分滑动。另外，此时，肋61的前端部与轴部12的外周抵接。

图4是示出使球头螺栓4进行大幅摆动的情况下的唇部70的状态的剖视图。如上所述，在罩5的唇部70的肋61始终产生欲朝向内侧倾倒的弹力，因此，肋61的前端部始终与轴部12的外周弹性接触。

在球头螺栓4的摆动角度非常大的情况下，伴随着球头螺栓4的摆动，唇部70从转向节臂51的下表面52b离开，如图4所示，有时在罩5的唇部70的第二滑动接触面33与转向节臂51的下表面52b之间产生间隙S1。此时，如图4所示，有时在唇部70的第一滑动接触面32与轴部12的外周之间也产生间隙S2。

然而，由于在肋61始终产生欲朝向内侧倾倒的方向上的力，所以即使在上述这样的情况下，如图4所示，肋61也以其基端部为中心而朝内侧倾倒，从而维持肋61的前端部与轴部12的外周弹性接触的状态。因此，通过肋61而维持了唇部70与轴部12的外周之间的密封。由此，能够防止泥、水等异物浸入罩5内。因此，能够实现球窝接头1的长寿命化。

图5是示出本发明的第二实施方式所涉及的球窝接头101的结构的局部剖视图。在图5中，示出了将球窝接头101安装到例如悬架装置用的转向节臂51后的状态。在第二实施方式所涉及的球窝接头101中，对于与第一实施方式的球窝接头1的各部分对应的部分，标注与图1～图4中的附图标记相同的参照附图标记并省略其说明。第二实施方式所涉及的球窝接头101与球窝接头1的不同点在于，在球头螺栓104的轴部112的外周形成有用于收纳肋161的环状的收纳槽155、将肋161的形状形成为与收纳槽155匹配的截面呈近似矩形的形状、以及不在转向节孔（被安装孔）153的内周壁的开口端部形成倾斜面54而是将转向节孔153的内周壁形成为具有同样的倾斜角的倾斜面这几点。此外，严格来说，在转向节孔153的开口端整周形成有倒角面154（参照图6以及图8）。除了形成有收纳槽155这一点之外，轴部112的结构与第一实施方式的轴部12的结构等同，并且球头螺栓104的结构与第一实施方式的球头螺栓4的结构等同。进而，对于转向节孔153，除了在其开口端部不形成倾斜面54这一点之外，其它结构与第一实施方式的转向节孔53的结构等同。

在球窝接头101的安装状态下，在轴部112的外周的位于转向节孔53的内周壁的开口端部的部分形成有收纳槽155。收纳槽155是V形槽，且形成为遍及周向的整个区域。图6是放大示出球窝接头101的罩105的上端部（一端）105a附近的剖视图。图7是罩105的纵剖视图。在图7中，示出了与图5所示的状态等同的、罩105在长度方向上收缩的状态。

罩105在上端部105a一体具备大致呈圆筒状的圆环状的唇部170。参照图6以及图7对唇部170进行说明。唇部170一体具备：第一滑动接触面32；第二滑动接触面33；形成于第一滑动接触面32的上端部（即第一滑动接触面32与第二滑动接触面33的边界部分）的圆环状的肋161；以及环状突起62。肋161从第一滑动接触面32的上端部朝内侧（球头螺栓104的轴部112的径向内侧）下方延伸。肋161的截面形状具有近似矩形形状，以便将其一部分收纳于收纳槽155。

在球窝接头101被组装后的状态下，第一滑动接触面32与球头螺栓104的轴部112的外周滑动接触。在该状态下，肋161与球头螺栓104的轴部112接触，且被推压为朝向上方的姿势。换言之，肋161在上下方向上以比第二滑动接触面33朝上方突出的方式进行弹性变形。因此，在被安装于球窝接头101的状态下的罩5的肋161始终产生欲复原为初始的形状的复原力，即始终产生欲朝内侧倾倒的（其前端部以基端部为中心朝内侧转动的方向上的）弹力。

在将球窝接头101安装于转向节臂51的状态下，肋161被收纳于收纳槽155。收纳槽155形成为与肋161的角部大致匹配的形状，在收纳空间155收纳肋161的角部。在该实施方式中，位于收纳槽155的肋161被倒角面154按压且与该倒角面154接触。然而，该压接的程度较弱，因此，位于收纳槽155的肋161不会被压坏（不发生塑性变形）。

图8是示出使球头螺栓104进行大幅摆动的情况下的唇部170的状态的剖视图。在球头螺栓104的摆动角度非常大的情况下，伴随着球头螺栓104的摆动，唇部170从转向节臂51的下表面52b离开，如图8所示，有时在罩105的唇部170的第二滑动接触面33与转向节臂51的下表面52b之间产生间隙S3。此时，如图8所示，有时在唇部170的第一滑动接触面32与轴部112的外周之间也产生间隙S4。

然而，由于在肋161始终产生欲朝内侧倾倒的方向上的力，所以即使在上述这样的情况下，如图8所示，肋161也以其基端部为中心而朝内侧倾倒，从而维持肋161的前端部与轴部112的外周（在图8所示的状态下，是位于收纳槽155的下方的轴部112外周）弹性接触的状态。因此，维持了通过肋161而实现的唇部170与轴部112的外周之间的密封。由此，能够防止泥、水等异物进入罩105内。因此，能够实现球窝接头101的长寿命化。

以上虽然对本发明的两个实施方式进行了说明，但本发明也能够以其它方式实施。例如，也可以采用将第一实施方式与第二实施方式组合而成的方式。即，也可以在转向节孔53、153的内周壁的开口端部形成倾斜面54，并且在球头螺栓4、104的轴部12、112的外周形成用于收纳肋的环状的收纳槽155。

另外，在上述实施方式中，虽然列举了将球窝接头1、101安装于悬架装置用的转向节臂的情况为例而进行了说明，但也能将本发明应用于被安装于转向用的转向节臂的球窝接头1、101。此外，还能够实施各种设计变更。

Claims

1.一种球窝接头，其中，

所述球窝接头包括：

球头螺栓，其具有轴部以及球头部，其中，该轴部被插入到在被安装部件的被安装面开口的被安装孔，该球头部设置于所述轴部的一端；

筒状的外壳，其具有开口，并且在使所述轴部从该开口突出的状态下将所述球头部保持于其内部；以及

筒状的罩，其具有弹性，并且其一端和另一端分别外嵌于所述轴部的中间部和所述外壳的端部，

在所述罩的所述一端设置有环状的唇部，该唇部具有：一端面，其用于与所述被安装面接触；内周面，其用于与所述轴部外周接触；以及环状的肋，其形成为从所述内周面的一端部比所述内周面更朝内侧突出，并且通过与所述轴部接触而以沿着所述内周面且比所述一端面更朝与所述另一端侧相反的一侧突出的方式进行弹性变形。

2.根据权利要求1所述的球窝接头，其特征在于，

在所述被安装孔的开口端部形成有倾斜面，该倾斜面与所述轴部外周形成用于收纳所述肋的环状的收纳空间。

3.根据权利要求1或2所述的球窝接头，其特征在于，

在所述球头螺栓的所述轴部外周形成有用于收纳所述肋的环状的收纳槽。