CN108026961A - 球接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球接头(1b)，包括球头销(10)、外壳(11)、球形密封件(12)。球形密封件(12)是上下开口的筒状弹性体，筒状上具有收容球部(10b)的球形空间。外壳(11)具有接近球部(10b)的外周面的球形内面(11a)收容球部(10b)并支持球头销(10)，密封件(12)介入其中。外壳(11)的周围端部为铆接部(11k)，铆接按压密封件(12)使球头销(10)能够摆动以及转动。

Description

球接头

技术领域

本发明关于一种球接头，用于在车辆悬挂装置和稳定器装置之间起连接作用的稳定杆等。

背景技术

车辆悬挂装置能够减轻来自路面对车体的冲击，稳定器装置能够提高车体的侧倾刚性(扭曲刚性)。即，稳定器装置的稳定器杆与车辆悬挂装置相连接，具有利用稳定器杆的扭转弹力稳定车辆姿势的功能。例如，稳定器的构成为：将形成U字形状的稳定器杆两端连接到悬挂装置的动作部分，稳定器杆的扭转部通过允许变形的固定构件固定在车架上，承受扭转的反作用力。

该悬挂装置和稳定器装置通过在稳定杆两端设置的球接头连接。现有的球接头技术，有例如专利文献1中所记载的球接头装置。该球接头的结构如专利文献2以及专利文献3中记载，在棒状支撑杆的两端固定球接头。

球接头将球头销的球部收容在杯状外壳的内部，该球头销的球体状球部通过由热塑性的合成树脂构成的球形密封件可以转动。螺栓部朝球部的一个方向延伸，该螺栓部与外壳之间安装有弹性构件构成的防尘罩。外壳的外周面上固定有支撑杆的一端。

具有上述构成的球接头中，随着车辆的悬挂装置冲击，球部和球形密封件摆动滑动。其摆动和滑动时的特性定义为摆动滑动转矩、转动扭矩。

外壳的内周内径小于球形密封件的外周面的外径，球形密封件在外壳内由于弹力可充分固定。上述内径和上述外径的差即过盈量较大时，由于球形密封件被外壳按压向内侧，球形密封件与球部间摩擦力增加，摆动滑动转矩升高，舒适度变差。因此，可以通过减小过盈量降低摩擦力，使摆动滑动转矩下降，进而改善舒适度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许5165011号公报

专利文献2：日本专利特许3168229号公报

专利文献3：日本专利特许3369659号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，通过减小外壳和球形密封件之间的过盈量能够降低摆动滑动转矩，但同时，与摆动滑动转矩相反的弹性升程上升。弹性升程是指负荷加重时的移动量。因此，过盈量降低后，弹性升程量增大，发生球形密封件变形的情况。该情况可能与车辆行进过程中的杂音有关。

球形密封件的外径(例如为φ18～25)由于密封件成形收缩的偏差等，有0.05～0.10mm左右的偏差。外壳的内径通过冲压成型或冷镦成形，所以由于成形精度也存在0.05～0.1mm左右的上述偏差。例如，外壳的内径(20φ)尺寸公差为0.07mm、球形密封件的外径(20φ)尺寸公差为0.07mm时，0.07+0.07＝0.14mm，尺寸公差较大，这一尺寸的偏差无法抑制。

由于将该球形密封件以及外壳相互嵌合组装，这些部件的尺寸的偏差的积累会造成球接头的偏差变大，容易产生不能控制摆动和滑动时的特性的问题。因此，为提高乘坐车辆的舒适度而力求低扭矩化时，不可能将摆动滑动转矩下降到实现规定舒适度的状态。

本发明是鉴于上述背景产生的，目的是为提高车辆舒适度，提供一种球接头，能够降低摆动滑动转矩并且抑制弹性升程量增大的情况的发生。

解决问题的手段

为解决上述课题，本发明提供一种球接头，其特征在于包括球头销，外壳以及支撑构件，球头销在螺栓部的其它一端与球体部连接为一体，螺栓部连接在构造体的一个端部上；外壳具有能够支持该球头销的球体部进行摆动以及转动的空间；支撑构件位于该外壳和所述球体部之间，所述支撑构件为具有规定壁厚的弹性体，所述螺栓部为可突出的开口，所述外壳具有沿所述球体部外周形状的球状内面，所述支撑构件位于向该球形内面插入的该球体部外轴面与该球形状内面的间隙，并使之成为填充状态。

发明效果

根据本发明，能够提供一种为提高车辆的舒适度，减小摆动滑动转矩同时抑制弹性升程量增大的球接头。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的稳定杆处于连接阻尼器和稳定器的状态的透视图。

图2是表示图1中A框架内部分解状态的分解透视图。

图3A是从侧面观察稳定杆的总图。

图3B是从上方观察图3A的一个方向的球接头的俯视图。

图3C是从下方观察图3A的一个方向的球接头的底视图。

图3D是表示图3A的支撑杆的一侧端面形状的端视图。

图4A是球接头的纵切面图。

图4B是表示外壳的铆接部的铆接状态的切面模式图。

图5A是球形密封件内面偏置概念图。

图5B是表示球形密封件的上下开口的开口端位置的示意图。

图6是显示铆接时来自上方的力量的垂直分力(反作用力)的概念图。

图7是表示铆接时来自上方的力量的垂直分力与球形密封件下端开口位置的角度关系的示意图。

图8是本实施方式的一个变形例1的球形密封件纵切面图。

图9是图8所示基准线H1与垂直轴线V1的交叉领域的左下领域球形密封件12A的纵切面图。

图10A是表示本实施例的变形例2中球形密封件12B构成的平面图。

图10B是图10A的1-1切面图。

图10C是图10A所示虚线框B3内的放大图。

图11是图10B所示基准线H1与垂直轴线V1的交叉领域左下领域的球形密封件的纵切面图。

图12是根据本实施方式的变形例3展示使用外壳的球接头的构成的纵切面图。

图13是表示与铆接时的按压负荷以及铆接部冲程长度相关的铆接部拐点位置示意图。

图14是表示根据本实施例的变形例4的外壳与球部间隙构成为锥形结构的一部分截面图。

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。

<实施方式>

图1是关于配置本发明的实施方式的球接头的稳定杆处于连接阻尼器和稳定器的状态的透视图。图2是显示图1的点画线框A的内部成分分解状态的分解透视图。图3A是从侧面观察配置本发明的实施方式的球接头中的稳定杆的总图。图3B是从上方观察图3A的一个方向的球接头的俯视图。图3C是从下方观察的底视图，图3D是支撑杆的一侧端面形状的端视图。图4A是本实施方式的球接头的纵切面图，图4B是显示外壳铆接部的铆接状态的截面模式图。

本实施方式的球接头1b的特征在于，如图4A所示，球形密封件12是具有规定壁厚的上下开口的筒状弹性体，该筒状中有收容球部10b的球形空间12k。而且，外壳11具有沿球部10b的外周面形状的球形状内面11a，朝向该球形状内面11a插入的球形密封件12的外周面与球形内面11a的间隙处于填充状态，球形密封件12介入其中。而且其特征还在于，为使球形状内面11a中收容的球部10b可摆动以及转动，外壳11的周围端部铆接部11k的构成为从上向下将球形密封件12形成按压状态的铆接形状。

因此，球形密封件12以公差为较小精度的壁厚构成，对球部10b进行支撑，而不是上述的现有技术中的外壳以及球形密封件的各个部分的尺寸公差累积成的较大的直径尺寸。

但是，球形密封件12除了是上下开口的筒状外，也可以是螺栓部10s只具有突出开口(参照图5B的上开口12op)的球形的袋状结构。

接下来对图1所示稳定杆1、稳定器装置2以及悬挂装置3进行说明。用于车辆(未图示)行走的车轮W通过悬挂装置3安装在车体(未图示)上。悬挂装置3具有螺旋弹簧3a和阻尼器3b。阻尼器3b支撑车轮W使之可以转动。阻尼器3b、螺旋弹簧3a能够缓冲车轮W对车体施加的冲击。

阻尼器3b通过螺旋弹簧3a安装在车体(未图示)上。阻尼器3b伸缩时的粘滞阻尼与螺旋弹簧3a的弹性向车体传导的震动通过悬挂装置3衰减。

稳定器装置2通过U型金属棒连接在左右悬挂装置3之间。稳定器装置2能够提高车体的侧倾刚性(扭曲刚性)抑制车辆的侧倾。稳定器装置2具有车轮W和W之间拉伸的扭转部2a、自扭转部2a的两端向该棒2a垂直方向延伸的一对悬臂部2b。

稳定器装置2由配合车辆形状的适度弯曲的棒状弹簧材料构成。该稳定器装置2与支撑车轮W的阻尼器3b通过稳定杆1连接在一起，这也是本实施方式的特征。这一连接在方向相对的两车轮W和W侧都是相同的。而且，稳定器装置2或者悬挂装置3构成权利要求所述的结构体。

图1所示的稳定器装置2延伸设置在车轮W和W之间，在车辆旋转时，根据两侧的阻尼器3b以及3b的伸缩量的不同，悬臂2b通过稳定杆1发生偏移，该稳定器装置2也发生扭曲。此时，扭转部2a通过恢复扭曲的扭转弹力抑制车辆的侧倾。

接下来，参照图2对稳定杆1进行说明。稳定杆1由棒状支撑棒1a和球接头1b构成。支撑棒1a的两端设置有球接头1b。支撑棒1a例如可以是中空的钢棒材料的棒状构件。同时，支撑棒1a如图3D所示，其前端部1a1在垂直轴线V1的方向上轻微破坏，其目的是将防尘罩13的铁杆13a的部分压入外壳11的上部进行嵌合固定。

如图3A～图3C所示，球头销10收容在外壳11中通过支撑可以摆动以及转动。球头销10的螺栓部10s中形成了围绕状扩展的轴环部10a，比轴环部10a更前端的螺栓部10s上形成了外螺纹10n。轴环部10a与外壳11的上端之间安装有呈围绕状拓宽的防尘罩13。

球头销10从图2所示的支撑杆1a的一个方向上的球接头1b处突出，紧固在阻尼器3b的托架3c上。同时，在另一个方向上的球接头1b处突出的球头销10紧固在稳定器装置2的悬臂部2b上。

阻尼器3b上通过点熔接等安装有托架3c。托架3c具有从阻尼器3b到垂直相交方向上延伸的平面部3c1。该平面部3c1上有开口的安装孔3c2。一方面，悬臂部2b的先端部2b1塑性变形为平坦状，安装孔2b2处于开口状态。其悬臂部2b的先端部2b1与托架3c的平面部3c1通过连接杆1两端的球接头1b，1b连接。

对该连接进行说明。一个方向上的球接头1b的螺栓部10s从托架3c的安装孔3c2穿插到轴环部10a的位置。通过在该穿插的螺栓部10s的外螺纹10n上旋入并紧固螺母N1，将球头销10固定在阻尼3b上。另一个方向的球接头1b的螺栓部10s从悬臂部2b的安装孔262直接穿插到轴环部10a的位置。通过在该穿插的螺栓部10s的外螺纹10n上安装旋入螺母N2，将球头销10固定在稳定器装置2的悬臂部2b上。

据此，稳定杆1两端的球接头1b，1b通过球头销10与阻尼器3b、稳定器装置2的悬臂部2b固定在一起。由于球头销10被支撑可以摆动以及转动(后文详述)，两侧的球接头1b的构造为针对阻尼器3b以及扭转部2a(图1)可动。换言之，稳定杆1两端具有球接头1b，根据悬挂装置3以及稳定器装置2的运动发生动作。

接下来，参照图4A以及图4B对球接头1b的详细构成进行说明。如图4A所示，球接头1b的具有球头销10、外壳11、球形密封件12以及防尘罩13，其构成如下。即，球头销10通过球部10b以及球形密封件12收容在外壳11上，并且可以摆动及转动。另外，球部10b构成权利要求所述的球体部，球形密封件构成权利要求所述的支撑构件。

球头销10的螺栓部10s的轴环部10a与外壳11的上端部之间安装有围绕扩展状的防尘罩13。但是，在图4A中，球头销10朝向垂直方向，垂直方向的轴线V1贯穿该球部10b的中心P1，水平方向的轴线H1(基准线H1)穿过同一中心P1与轴线V1垂直相交，V1与H1通过点划线显示。而且，轴线V1由于与水平基准线H1垂直延伸，因此也称为垂直轴线V1。

<球头销10>

球头销10具有球体或近似球体形状的球体状球部10b和螺栓部10s，螺栓部10s从球部10b向一个方向(与水平基准线H1相对的垂直方向)延伸设置。球部10b的上部与球头销10s相连，球部10b的下部为确保外壳11内部的润滑室11g的体积，其形状为平坦状。球部10b在允许的范围内可以为真球体。

另外，球接头1b中球头销10s延伸的方向根据锥体3b(参照图2)、稳定器装置2的悬臂部2b的位置关系相应进行确定。

<球形密封件12>

球形密封件12构成上下开口的筒状，通过注塑耐磨性、柔软性热塑树脂成形。热塑性树脂中使用了PA66(聚酰胺66)、PA6(聚酰胺6)、PPS(聚苯硫醚)、POM(聚缩醛)等弹性体工程塑料或超级工程塑料。而且，球形密封件12的内面和外面间的壁厚为恒定或略恒定。

图5A是显示球形密封件12内面偏置o1，o2的概念图，图5B是处于收容球部10b状态的球形密封件12的侧视图。

球形密封件12通过图5A所示的偏置o1，o2，形成上下端部对球部10b具有最大的表面压力分布。

球形密封件12的内面12n具有中心o1，该中心o1位于上开口12op一侧的上内周表面12nu收容球部10b时的基准线H1的上侧，将上内周面12nu画为圆弧。位于下开口12od一侧的下周面12ns在基准线H1的下侧，具有将下内周面2nu画为圆弧的中心o2。上开口12op构成权利要求所述的第1开口，下开口12od构成权利要求所述的第2开口。

据此，与球部10b的外周面相比，球形密封件12的内面12n在上内周面12nu中自基准线H1开始越向上方内径越小。而且，下内周面12ns中，自基准线H1开始越向下方内径越小。这样内径变小后，如图5B所示，在将球部10b收容到球形密封件12上时，球部10b对接的表面的压力增大。因此，与球形密封件12的球部10b对接的上下端部中，对球部10b产生最大表面压力分布。

此外，如图5B所示，球形密封件12的上开口12op的开口口径D1的尺寸为贯穿球部10b中心P1的球径D2的90％±5％。开口口径D1的尺寸为能够确保球头销部10s的摆动角度的尺寸。下开口12od的开口口径D3为支撑球部10b不从球形密封件12脱落到下方的脱落负荷(后述)。所谓脱落负荷是指在插入外壳11之前，将球部10b放入球形密封件12中时，球部10b从球形密封件12脱落时的负荷。

另外，球形密封件12的上开口12op的周围端以平坦状为基本形状。下开口12od的周围端也为平坦状。但是，上开口12op以及下开口12od的周围各端也可以是平坦状以外的其他形状。

球形密封件12的下开口12od的开口端的位置进行了如下规定。即，直线G1与基准线H在球部10b的中心P1成角度θ1交叉，球形密封件12与直线G1相交的位置定义为下开口12od的开口端的位置(下开口端位置)。角度θ1如在后面的说明中提到的，其范围规定为41°≤θ1≤49°。

即，图4B所示的外壳11的上端部(铆接部)11K沿箭头Y1的方向弯曲铆接至双点划线的位置后，此时铆接时来自上方的力量P成为球形密封件12的圆周方向的分力(垂直分力)。详细描述为，如图6所示，铆接时来自上方的力量P发动后，位于球形密封件12上的将该球形密封件12按压到外壳11内面的垂直分力F(来自上方的力量P的分力F)工作。图6中将垂直分力F表达为该垂直分力F的反作用力F。而且，垂直分力F为F＝P/cosθ。

如图7中曲线L1所示，在θ1＝0°的位置时垂直分力F为最大值“1”，随着向球形密封件12的下方移动，θ1变大，垂直分力F变小，θ1＝90°时，垂直分力F为最小值“0”。在θ1＝45°的下开口端位置上，垂直分力F可达到最大值“1”的70％左右。这表示到45°左右的下部开口端位置上，来自上方的力量P能都够有效工作。因此，若垂直分力F的下降率为70％，θ1便以45°为限。但是由于存在误差，假设误差为5％，70％中考虑到5％的误差后估计只有65％，θ1＝49°。因此下部开口端的位置范围为45°≤θ1≤49°。

但是，从耐磨耗的观点来看，球形密封件12与球部10b的接触面积大更为有利，由于小于θ1＝45°时耐磨耐久性较差，因此将45°作为θ1的最小值，估计误差范围为4°，因此规定41°≤θ1≤49°。

另外，如图4A所示，原则上球形密封件12的内面与外面之间的壁厚是恒定的，优选地，球形密封件12的基准线H1到下侧的壁厚规定为0.4mm～2.0mm。球形密封件12的外壳11一侧没有如后述的润滑沟12B1(参照图10A)时，基准线H1下侧的壁厚可为0.4mm。但是，由于球形密封件12为筒状，在将球部10b插入到外壳11内部时，越向下方的规定位置延伸壁厚越薄，球部10b便以该状态嵌入其中。

球形密封件12的外径尺寸，在上述的现有形状中，例如外径尺寸为□20，需要0.07mm～0.1mm的公差范围。同时，外壳11的内径以及球形密封件12的外径为20□时，根据成形收缩和加工上偏差以及脱形时的热收缩偏差等，公差范围为7/100＝0.07mm。

于是，本实施方式中，如图4B所示，通过铆接部11K自上按压球形密封件12产生反作用力，球形密封件12的壁厚基本构成为支撑球部10b状态。在这一情况下，球形密封件12的壁厚例如为1mm～2mm时，上述尺寸公差可为0.07mm的1/20。此时，尺寸公差为0.07×(1/20)＝0.0035mm。即，按照该尺寸公差精度，可以得到通过球形密封件12将球部10b收容到外壳11内部的球接头1b。

在本实施例中，球接头1b的尺寸管理是根据尺寸公差极小的球形密封件12的壁厚进行管理的，而不是像上述的现有技术那样根据各个部件的口径尺寸累积(尺寸公差很大)进行管理。因此，本实施方式的球形密封件12上述壁厚为0.4mm～2.0mm时，至少可以在公差范围的0.01mm以下成形。

现有技术的构成中，不是像本实施方式一样铆接球形密封件12获取压力的构造，例如，外壳11的内径20φ尺寸公差为0.07mm、球形密封件12的外径20φ的尺寸公差为0.07mm时，无法避免存在0.07+0.07＝0.14mm的尺寸偏差。在该情况下，将球部10b缓缓嵌入后，过盈量过小不能向较大的方向变更，因此不得不设计在过盈量较大，换言之较紧的部位。

但是，如本实施方式，以球形密封件12的壁厚为基准后，可以吸收上述0.14mm，考虑存在0.07+0.01＝0.08mm的极小尺寸偏差。因此，在将球形密封件12以及外壳11嵌合组装时，尺寸偏差变得极小，可以控制摆动和滑动时的特性。另外，与直接将球形密封件12按压到11k上的第1结构不同，可以使用第2种结构将球形密封件12与铆接部11k之间介入0环状部件进行按压。该第2结构的铆接部11k以及环状构件的双方根据第1构造的铆接部11k等构成权利要求所述的调压构件。

如图5B所示，球形密封件12的内侧在收容球部10b时，沿球部10b的外周形成球形状，该球形状的上下端部在上下开口位置与基准线H1平行切割出略似球形的空间(球形状空间)12k。因此，球部10b被收容进球形状空间12k内部，并且可以摆动以及转动，与该球部10b一体的螺栓部10s(参照图4A)和部10b共同动作。此时，螺栓部10s上安装有摆动滑动转矩，伴随球部10b在球形状空间12k内的摆动以及转动。

如图4A所示，外壳11采用机械构造用的碳钢等钢材为素材，形成杯状，内部通过球形密封件12形成可收容球部10b的球形的内面(球形状内面)11a。但是，球形状内面11a的球形上端部构成与基准线H1平行的被切割的形状。在该球形状内面11a上，无间隙地配置有球形密封件12。而且，球形状内面11a上，通过球形密封件12收容球部10b时，在球部10b的下方侧面形成润滑室11g。该润滑室11g对应收容的球部103a下方的形成平坦形状。

该外壳11通过在球形状内面11a内借助筒状球形密封件12收容10b，支撑球头销10的螺栓部10s可以摆动以及转动。球形状内面11a上，并未缠绕有与球头销部10s上的球部10b的结合端部。

这样，球接头的结构为，在球接头1b中，与球头销10的螺栓部10s一体的球部10b在外壳11的球形状内面11a上通过球形密封件12收容，并可摆动以及转动。在该结构中，螺栓部10s摆动时，球部10b上摆动扭矩启动，螺栓部10s在转动时，球部10b上转动扭矩启动。摆动转矩和滑动转矩与摆动滑动转矩状态一致。

<实施效果>

(1)本实施方式的特征在于，在球接头1b中，球形密封件12为具有规定壁厚的弹性体，是上下开口的筒状，螺栓部10s为开口状(上开口12op)并可以突出，形成具有能够收容球部10b的球形状空间12k的形状。而且，外壳11具有沿球部10b的外周形状的球形状内面11a，向该球形状内面插入的球形密封件12的外周面与球形状内面11a之间存在间隙，球形密封件12位于此间隙并使之处于填充状态。

根据该构成，外壳11的球形状内面11a与球部10b的外周面两者之间的球形状表面存在有弹性体球形密封件12。因此，球形密封件12上略均匀施加压力，球形密封件12的弹性力针对该压力回弹。因此，可以根据球形密封件12的弹力，在外壳11的内部合理控制球头销10的球部10b在摆动以及滑动时的特性。

(2)外壳11具有铆接部11k，铆接部11k在该外壳11的周围端部作为调压构件使用，在外壳11的球形状内面11a上通过球形密封件12收容球部10b，并使之可以摆动以及转动，球形密封件12铆接为按压状态的形状。

根据该构成，可以以较小尺寸公差的铆接球形密封件12对球部10b进行支撑。即，向外壳11的球形状内面11a上插入球头销10的球部10b，球形密封件12介入两者之间，通过铆接部11k铆接后，球部10b按压到球形状内面11a的下方一侧。根据该按压力，球形密封件12向球部10b的半径方向弹性变形。通过该弹性变形力，球形密封件12向球部10b的半径方向膨胀，可以根据规定的过盈量紧固球部10b。

因此，通过根据铆接的球形密封件12的弹性变形力的膨胀，通过压缩球部10b调整球部10b的过盈量，可获得规定扭矩的反作用力。获得规定扭矩的反作用力是指，可以抑制弹性升程量增大的情况发生，实现摆动滑动转矩的反作用力。因此，为提高车辆的舒适度，可以降低摆动以及滑动扭矩，并且抑制弹性升程量增大的情况发生。

(3)铆接部11k的铆接将该铆接的外壳11与球形密封件12之间的过盈量变为球头销10相关摆动以及滑动扭矩的0.5Nm以下。

据此，铆接部11K的铆接过盈量为稳定摆动扭矩以及稳定转动扭矩的摆动滑动转矩的0.5Nm以下，通过低扭矩化，可以达到提高车辆舒适度(特别是在微振幅领域)的效果。

(4)球形密封件12可以为具有上开口12op和下开口12od的筒状结构，上开口12op为球头销部10s可突出开口的第1开口，下开口12od为在该上开口12op的相反一侧位置开口的第2开口。

根据该构成，球形密封件12形成上下开口的筒状，在外壳11的球形内面11a上通过球形密封件12可以使收容的球部10b较为容易摆动以及转动。

(5)球形密封件12的上下的开口--上开口12op的内径D1的尺寸为，贯穿球部10b中心的球径D2的90％±5％。

因此，可以使球形密封件12的上开口12op尺寸设定为能够确保螺栓部10s的摆动角度的尺寸。下开口12od的尺寸为支撑球部10b不从球形密封件12贯穿到下方的脱落负荷。

(6)球形密封件12的下开口12od的开口端的位置进行了如下规定。即，直线G1与基准线H在球部10b的中心P1成角度θ1交叉，球形密封件12与直线G1相交的位置定义为下开口12od的开口端的位置。角度θ1的范围规定为41°≤θ1≤49°。

据此，铆接时朝向外壳11球形状内面11a的下端的力量，能够有效发挥到球形密封件12的下开口12od端的位置。此时，球形密封件12与球部10b的耐磨耐久性能也得到提高。

(7)球形密封件12中从基准线H1到外壳11下端一侧的壁厚为0.4mm～2.0mm。

据此，可以得到如下效果。由于是通过围绕球部10b的球形密封件12的弹性力支撑球部10b，因此只需要考虑球部10b的壁厚的尺寸公差即可。因此，与以往考虑外壳11以及球形密封件12等各部件组合时的累计公差相比，本实施方式只考虑球部10b的壁厚，因此尺寸公差大幅下降。通过该大幅降低为较小的尺寸公差精度，在外壳11内部通过球形密封件12收容球部10b，构成球接头1b。因此，由于可以高精度调整铆接的球部10b的过盈量，所以更容易得到规定扭矩的反作用力。

<实施方式的变形例1>

图8是根据本实施方式的变形例1的球形密封件12A的纵切面图。球形密封件12A的形状为从基准线H1向下侧的壁厚随着向下端逐渐变薄的锥形。

参照图9对该锥形形状进行详细说明。图9是图8所示基准线H1与垂直轴线V1的交叉领域的左下领域的球接头12A的纵切面图。图9所示球形密封件12A的锥形，是从球部10b的中心P1以规定长度的直线L10为半径划出的圆弧R1与从中心P1在按照规定长度j1偏离球部10b的半径方向的位置的点P1a以直线L10为半径划出的圆弧R2之间的形状。

该圆弧R1与R2之间的锥形下开口12od一端与参照图5B进行的说明相同，根据与基准线H1成角度01相交的直线G1与球形密封件12A的交点位置相切形成。此时，球形密封件12A的下开口12od的端部的厚度(下端壁厚)dt1可优选地为0.4mm以上。这是考虑到注塑球形密封件12A成形时的熔融树脂的流动性后的得出的数值。

同时，球形密封件12A与基准线H1相交位置的壁厚(基准壁厚)dt2为锥形的最厚尺寸。下端壁厚dt1薄于基准壁厚dt2。

如参照图6进行的说明，根据该锥形形状，将铆接时自上而来的力量P作为球形密封件12A圆周方向的分力R使用，通过楔效应，生成保持球部10b的球体保持力R。

球体保持力R表示为R＝P/sinθ2。

在此，图9所示的球形密封件12A的锥形下端壁厚dt1为0.4mm时，基准壁厚dt2(例如2mm)与下端壁厚dt1＝0.4mm之间的差距dt如图6所示，表示为tanθ2＝dt/L，锥角为2°≤θ2≤14.5°。

L为从基准线H1到下端壁厚之间的展开长度。

通过使用该球形密封件12A，铆接时来自上方的力量P在密封件圆周方向的分力R，可以根据楔效应支撑球部10b。

<实施方式变形例2>

图10A为根据本实施方式的变形例2的球形密封件12B的构成平面图，图10B为图10A1-1的剖面图，图10C为图10A所示虚线框B3内的放大图。

球形密封件12B在上述锥形球形密封件12A的球部10b一侧内面形成润滑剂沟即润滑沟1281。本变形例2的球形密封件12B中如图10A所示，润滑沟12B1被分成相等间隔的八个部分。如图10B所示，润滑沟12B1从球形密封件12B的上端到下端一侧沿垂直轴线V1形成。另外，润滑沟1281构成权利要求所述的沟。

如图10C所示，润滑沟12B1的深度(沟深)t1的尺寸范围规定为0.1mm～0.5mm，宽度t2可以是2.0mm。

图11是图10B所示基准线H1与垂直轴线V1的交叉左下领域的球形密封件12b的结构的纵剖面图。图11所示球形密封件12B的壁厚锥形形状与上述球形密封件12A相同，但是在球形密封件12B的内面划分为润滑沟12B1的底面即上述圆弧R1部分，以及用沟深t1拓宽圆弧R1的圆弧R3的部分。

圆弧R3与R2间的锥形形状的下开口12od端与参照图5B的说明相同，通过G1与球形密封件12B的圆弧R3的交点位置截面形成，直线G1与基准线H1成θ1角度。此时，图11所示球形密封件12B的下开口12od的端口厚度(下端壁厚)t3优选为0.4mm以上。该数值考虑到了注塑球形密封件12B成形时的熔融树脂的流动性，润滑沟12B1也通过注塑一次成型。而且，润滑沟12B1可形成为与上述一定壁厚的球形密封件12相同。

同时，与球形密封件12B的基准线H1相交位置的圆弧R2与R3的厚度(基准壁厚)dt4的尺寸为锥形的最厚尺寸。

通过采用这样的锥形形状，与上述球形密封件12A相同，将铆接时自上而来的力量P(参照图6)转换为球形密封件12B圆周方向的分力R，通过通过楔效应，生成保持球部10b的球体保持力R。同时，如上所述，当球形密封件12b的锥形下端壁厚dt3为0.5mm时，锥度为2°≤θ2(参照图6)≤9°。

通过使用该球形密封件12B，铆接时自上而来的力量P在密封件圆周方向的分力R由于楔效应能够支撑球部10b。此时，润滑油流入润滑沟12B1，能够使球部10b顺利摆动及滑动。

同时，球形密封件12B包括润滑沟12B1通过注塑一次成型，生产效率较高。

<实施方式的变形例3>

图12为本实施方式的变形例3中使用外壳11A的球接头1b的构成纵切面图。

外壳11A具备球形密封件嵌合凹部(也称为凹部)11b，凹部11b围绕球形状内面11a的侧面部位形成凹沟形状。凹部11b的下端部形成托板支架11c，围绕凹沟状形成的凹沟内部嵌合有上述球形密封件12A。

嵌合球形密封件12A时，首先将球头销10的球部10b插入并组合到球形密封件12的球形状空间中。接着，将该组合后的球部10b以及球形密封件12插入设置到外壳11A的凹部11b中。通过该设置，球形密封件12A的下端部成为托板支架部11c的位置，上方露出的表面处于比球形状内面11a突出的状态。此后，将铆接部11k铆接。

球形密封件12A通过铆接时来自上方的力量按压到托板支架11c上。通过该按压力，球形密封件12A在其壁厚方向弹性变形并膨胀。根据该膨胀，可以控制球形密封件12A内部对球部10b的紧固力量(过盈量)。

因此，通过计算图13的图表中纵轴所示的从上按压时的按压负荷Pa与横轴所示铆接部11k下行时的冲程长Sa，能够在最佳铆接位置停止。该最佳铆接位置上的按压负荷为Pa1，冲程长为Sa1，为铆接部11k的拐点位置。该位置是能够最佳降低摆动滑动转矩并较容易将其设定为规定的过盈量的位置。即，通过其最佳铆接位置上的过盈量，提高车辆的舒适度，降低摆动滑动转矩，并且抑制弹性升程量的增大的情况发生。并且，在凹部11b上使用球形密封件12或球形密封件12B取代球形密封件12A也可以获得相同的效果。

<实施方式的变形例4>

图14是本实施方式的变形例4中外壳11B与球部10b之间的间隙构成锥形形状的一部分截面图。

本变形例4的特征在于，如图14所示，外壳11的球形状内面11a与球部10b的外周面之间间隙的截面在基准线H下方为锥形形状。

对该锥形形状进行说明。球部10b的外周面圆弧R4是从中心点P1以规定长度的直线L11为半径画出的。于是，通过从点P1b以直线L11为半径画出圆弧R5，在外壳11B的基准线H1的下方一侧形成球形状内面11a，点P1b位于将中心P1从球部10b的半径方向水平移动长度j2的位置。

根据该构成，基准线H1下方一侧的外壳11的球形状内面11a与球部10b的外周面之间的间隙形成锥形。该锥形间隙的下端一侧的尺寸dt5是小于与基准线H1相交间隙的尺寸dt6的值。在该锥形间隙中，插入上述球形密封件12后，可以通过外壳11的球形状内面11a(R5)与球部10b的外周(R4)面稳定按压球形密封件12。其他的球形密封件12A、12B也是同样。

因此，可以通过球形密封件12提高支撑球部10b的球部支撑力R，此外，也更加容易控制过盈量。因此，可有效提高车辆的舒适度，降低摆动滑动转矩，并且抑制弹性升程量的增大情况的发生。

另外，关于具体的构成，可以在不脱离本发明主旨的范围内进行适当的变更。本发明的球接头也可适用于工业机器人以及人形机器人等的机器人手臂关节部分以及适用于铲车和吊车等的悬臂关节部分的转动装置。

符号说明

10 升降装置

1 稳定杆

1a 支撑棒(棒状构件)

1b 球接头(连接部)

2 稳定器(第1构造体)

2b 悬臂部

3 悬挂装置(第2构造体)

3b 阻尼

10 球头销

10b 球部(球体部)

10s 螺栓部

11，11A，11B 外壳

11a 球形状内面

11g 润滑室

11k 铆接部

12，12A，12 B球形密封件(支撑构件)

12k 球形状空間

12op 上开口(第1开口)

12od 下开口(第2开口)

12B1 润滑沟(沟)

13 防尘罩

Claims (14)

1.一种球接头，其特征在于，包括：

球头销，该球头销由一端连接在构造体上的螺栓部的另外一端与球体部连接为一体构成；

外壳，该外壳具有支撑该球头销的球体部摆动以及转动的空间；以及，支撑构件，该支撑构件位于该外壳与所述球体部之间，

所述支撑构件是具有指定壁厚的弹性体，所述螺栓部形成可突出的开口状，构成内部具有收容所述球体部的球形空间的形状，

所述外壳具有沿所述球体部外周表面形状的球形状内面，朝向该球形状内面插入的该球体部外周面和该球形状内面的间隙具有所述支撑构件，形成填充状态。

2.一种球接头，其特征在于，包括：

球头销，该球头销由与一端连接在构造体上的螺栓部的另外一端与球体部连接为一体构成；

外壳，该外壳具有支撑该球头销的球体部摆动以及转动的空间；以及，支撑构件，该支撑构件位于该外壳与所述球体部之间，

所述支撑构件是具有指定壁厚的弹性体，所述螺栓部形成可突出的开口状，构成内部具有收容所述球体部的球形空间的形状，

所述外壳具有沿所述球体部外周表面形状的球形状内面，朝向该球形状内面插入的该球体部外周面和该球形状内面的间隙具有所述支撑构件能够通过调压构件按压变位。

3.根据权利要求2所述的球接头，其特征在于，

所述外壳在其周围端部具有铆接部作为所述调压材料，在所述外壳的球状内面上，所述铆接部为使通过所述支撑构件收容的所述球体部能够摆动或者转动，将该支撑构件铆接为按压形状。

4.根据权利要求3所述的球接头，其特征在于，

所述铆接部的铆接将该铆接产生的所述外壳与所述支撑构件之间的过盈量设定为所述球头销的摆动滑动转矩的0.5Nm以下。

5.根据权利要求1所述的球接头，其特征在于，

所述支撑构件构成具有第1开口部和第2开口的筒状，第1开口使所述球头销部可以突出，第2开口的开口位置与该第1开口的位置相反。

6.根据权利要求5所述的球接头，其特征在于，

所述支撑构件的所述第1开口直径尺寸为贯穿所述球体部中心的直径的90％±5％。

7.根据权利要求5所述的球接头，其特征在于，

所述支撑构件的第2开口端的位置为与贯穿所述球体部中心的基准线在该中心以θ1角度交叉的直线相交的该支撑构件的位置，所述角度θ1为41°≤θ1≤49°。

8.根据权利要求5所述的球接头，其特征在于，

所述支撑构件中从所述基准线到所述外壳的下端一侧的壁厚为0.4mm～2.0mm。

9.根据权利要求5所述的球接头，其特征在于，

所述支撑构件的所述第2开口侧的壁厚自该支撑构件的球形空间中收容的所述球体部的中心位置朝向该第2开口侧逐渐变薄，构成锥形形状。

10.根据权利要求9所述的球接头，其特征在于，

所述支撑构件的所述锥形的锥度θ2为2°≤θ2≤14.5°。

11.根据权利要求9所述的球接头，其特征在于

所述支撑构件的所述锥形的前端壁厚规定为0.4mm以上。

12.根据权利要求5所述的球接头，其特征在于，

所述支撑构件的球形空间侧的内面上具有至少一个沟，该沟自所述第1开口侧朝向第2开口侧按照规定宽度形成凹状，上述沟深规定为在0.1mm～0.5mm范围内。

13.根据权利要求5所述的球接头，其特征在于，

所述外壳具有凹部，该凹部围绕在所述球形状内面的所述第1开口和所述第2开口之间，形成凹沟形状，在该凹部上配备了所述支撑构件后，所述凹部上形成托板支架部，该托板支架部在所述铆接部铆接时支撑该支撑构件下端。

14.根据权利要求5所述的球接头，其特征在于，

所述外壳的球形状内面与所述球体部的外周面之间间隙的截面形状为从该球体部中心位置朝向所述第2开口侧的锥形，该外壳的球形状内表面也如此成形。