CN209444705U - 球铰链、汽车悬架和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种球铰链、汽车悬架和汽车。球铰链包括：球销，球销开设有开口销安装孔和外螺纹；球头，球头与球销为一体；球座，球座设置有容纳球头的球头槽，球头槽允许球头在其内部转动；其中，球销和球座之间设置有防尘罩以密封球头槽的开口端，防止水分和异物进入内腔，降低使用寿命；球座设置有外螺纹，用于连接摆臂。本实用新型通过球铰链将转向节与摆臂相连，该球铰链成对使用，分别布置于转向节的上下两端，此布置方式可避让出两个球铰链之间的空间，因而本申请中球铰链将转向节和摆臂相连所占用的体积小，为其它零部件避让出安装空间，同时球头与球座相匹配，球头与球销为一体，提高了球铰链的强度；并且球铰链安装方便，易于拆卸。

Description

球铰链、汽车悬架和汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种球铰链、汽车悬架和汽车。

背景技术

主销用于连接汽车悬架的转向节和转向臂，主销内倾，以防止汽车行驶和刹车跑偏，并且车轮转向后回转时，以主销为中心回转，这样汽车本身的重力有使转向车轮回复到原来中间位置的效应，因而方向盘复位容易。

现有的主销强度低，仅适应于低吨位车辆，对于3.5吨以上汽车悬架或者更高吨位的汽车悬架，现有的主销在使用过程中因强度低，在汽车转向过程中承受较大转向力时，容易发生断裂，使得整个车辆安全系数低，不能满足使用要求；并且主销连接转向节和转向臂，所占用的体积大，使得整个悬架的零部件排布占用空间大，并且安装困难。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种球铰链，包括：

球销，球销开设有开口销安装孔和外螺纹，锥段与球头之间采用表面强化工艺，锥段与转向节锥孔连接；

球头，球头与球销为一体；

球座，球座设置有容纳球头的球头槽，球头槽允许球头在其内部绕球头槽的轴线转动；

其中，球销和球座之间采用高阻尼、耐磨、低摩擦系数高分子材料，并且在球座与球销锥段大径末端设置有防尘罩以密封球头槽的开口端，防止水分和异物进入内腔，降低使用寿命；所述球座设置有外螺纹，用于连接摆臂。

进一步地，防尘罩的外表面为径向外突的平滑曲面或者带有环状凹陷的平滑曲面，防尘罩具有上开口和下开口。

进一步地，球销与防尘罩的上开口之间设置有密封铜套；

防尘罩的下开口通过卡簧固定于球座的卡簧安装槽。

进一步地，球销包括螺纹段和与螺纹段的一端相抵接的锥体段；

螺纹段的另一端开设有沿螺纹段的径向贯通的开口销安装孔；

螺纹段的外壁面设置有外螺纹。

进一步地，锥体段的外表面覆盖有硬化层，该硬化层可以是高频热处理所形成的。

进一步地，球头与球头槽之间填充有高阻尼耐磨材料。

进一步地，球座设置有挡块以封挡高阻尼耐磨材料。

进一步地，球座包括位于其周面的凸台；

凸台的横截面为正六边形。

本申请的实施例还提供了一种汽车悬架，包括转向节、上摆臂和下摆臂；

上摆臂和转向节通过上述的球铰链相连；

下摆臂和转向节通过上述的球铰链相连；

其中，两个球铰链的球销的轴线重合以形成汽车悬架的虚拟主销。

本申请的实施例还提供了一种汽车，该汽车包括上述的汽车悬架。

由以上技术方案可知，本实用新型通过球铰链将转向节与摆臂相连，该球铰链可成对使用，可避让出两个球铰链之间的空间，因而本申请中球铰链将转向节和摆臂相连所占用的体积小，为其它零部件避让出安装空间，同时球头与球座相匹配，球头与球销为一体，提高了球铰链的强度；并且球铰链安装方便，易于拆卸。

附图说明

以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1为本实用新型实施例的球铰链结构示意图。

图2为本实用新型实施例的球铰链结构示意图。

图3为本实用新型实施例的防尘罩示意图。

图4为本实用新型实施例的球头座结构示意图。

图5为本实用新型实施例的球头座俯视图。

图6为本实用新型实施例的悬架部分示意图。

其中：图6中仅示意了该悬架的单侧，另一侧为对称结构；图6中A部为球铰链；

1-球销、2-球头、3-球座、4-防尘罩、5a-密封圈、5-铜套、6-卡簧、7-转向节、8-上摆臂、9-下摆臂；

11-螺纹段、12-锥体段；

101-开口销安装孔、102-弧形退刀槽；

201-球头槽、301-挡块、302-卡簧安装槽、303-凸台、304-挡块槽、305-挡边；

401-上开口、402-下开口、403-延长边。

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

为了解决现有技术中对主销强度低、占用空间大的技术问题，如图1和图2所示，本实用新型的实施例提供了一种球铰链，包括：

球销1，球销1开设有开口销安装孔101和外螺纹；

球头2，球头2与球销1为一体；

球座3，球座3设置有容纳球头2的球头槽201，所述球头槽201允许所述球头2在其内部转动，具体该转动包括球头2沿球头槽201的轴线360°转动和绕轴线的任意法线转动一定的角度；

其中，球销1和球座3之间设置有防尘罩4以密封球头槽201的开口端；所述球座3设置有用以连接摆臂的外螺纹。

使用时，该球铰链的球销1伸入摆臂(上摆臂8或者下摆臂9)的球销孔，然后通过六角开口螺母螺纹连接，即通过六角开口螺母固定球铰链与摆臂，而使用过程中，在颠簸路段，车辆振动过程中为保证六角开口螺母的螺纹连接牢靠，因而球销1开设有开口销安装孔101，通过开口销安装于该开口销安装孔101，实现六角开口螺母的机械防松，位置稳固，这样球销1与摆臂的连接牢固。球铰链的另一端为球座3，球座外壁面有外螺纹，通过外螺纹与转向节螺纹连接，螺纹连接可拆卸，并且安装和拆卸方便；球头2可在球头槽201内转动和一定角度内的摆动，也就是在使用过程中球头2与球座3相互之间可相对运动，这种运动使得球铰链实现铰接，球头2具有三个转动自由度；防尘罩4将球头槽201密封，，防止水分和异物进入球头槽201，降低使用寿命，影响球头2与球座3之间的配合，保证球头2和球头座3相互之间的转动不受影响。

现有技术中，主销强度低，并且主销从转向节与上摆臂的连接处延伸至转向节与下摆臂的连接处，这样主销的长度长，占用的空间多，不利于其它零部件的排布和组装。

本申请中通过球铰链将转向节7与摆臂相连，该球铰链可成对使用，即一个球铰链与上摆臂8相连，另一个球铰链与下摆臂9相连，就可避让出两个球铰链之间的空间，因而本申请中球铰链将转向节7和摆臂相连所占用的体积小，为其它零部件避让出安装空间，同时球头2与球座3相匹配，球头2与球销2为一体，提高了球铰链的强度，尤其可应用于3.5吨～6.5吨悬架使用；并且球铰链安装方便，易于拆卸。

具体地，如图3所示，防尘罩4的外表面为径向外突的平滑曲面或者带有环状凹陷的平滑曲面，并且防尘罩4具有上开口401和下开口402。防尘罩4用于密封球头槽201，防尘罩4的平滑曲面与球销1之间形成空腔，该空腔密封，进而将球头槽201密封，径向外突的平滑曲面使得空腔空间大，并且在球铰链承受较大承载力时，球销1相对防尘罩1倾斜，这时候该防尘罩4可通过自身变形吸收该倾斜所施加于自身的压力，并且这种变形允许球销1进行较大角度的倾斜，而当承载力更大时，在该平滑曲面设置环状凹陷，通过环状凹陷实现更大的变形，因而允许球铰链承受更大的承载力。具有环状凹陷的防尘罩4更适应于转向节7与上摆臂8的连接，在车辆转向或者复位过程中，上摆臂8所承受的承载力更大，因而上摆臂8采用具有环状凹陷的防尘罩4与转向节7相连能够适应更高载重的车辆使用。

球销1与防尘罩4的上开口401之间设置有密封铜套5。防尘罩4用于对球头槽201进行密封，因而球销1与防尘罩4之间通过密封铜套5进行密封，该密封铜套5可以是带有远离球销1的翻边的套筒，也就是套筒位于球销1和防尘罩4之间，并且翻边与防尘罩4的内边相抵接，保证球销1与防尘罩4之间的密封。铜套5材质为铜，铜质软，在与球销1摩擦时不会对球销1的外表面产生磨损，提高球销1的使用寿命。

本申请的另一个实施例中，球销1与防尘罩4的上开口401之间还设置有密封圈5a，该密封圈5a与铜套5配合，实现对防尘罩4的密封，具体地，铜套5套设于球销1的外表面，密封圈5a卡设于铜套5和防尘罩4之间，一方面密封圈5a提高铜套5和防尘罩4之间的密封性，另一方面，车辆转向过程中，密封圈5a允许球销1相对防尘罩4产生一定量的偏斜，这时候密封圈5a通过自身变形实现在球销1偏斜时防尘罩4与球销1之间的密封性。

球座3与防尘罩4的连接处开设有环状卡簧安装槽302，防尘罩4的下开口402通过卡簧6固定于球座3的卡簧安装槽302。具体地，防尘罩4的下开口402处设置有延长边403，该延长边403可装设于球座3的卡簧安装槽302，并使用卡簧6将延长边403进行固定，这时候就可以实现将防尘罩4固定于球座3，保证使用过程中防尘罩4位置的固定。

具体地，球销1包括螺纹段11和与螺纹段11的一端相抵接的锥体段12，也就是球销1包括相连的两段，并且这两段是一体结构，保证球销1的强度高；螺纹段11的另一端开设有沿螺纹段11的径向贯通的开口销安装孔101，开口销安装孔101位于螺纹段11的末端，保证对螺母进行固定的同时缩短螺纹段11的长度，节省该球铰链所占用的空间；螺纹段11的外壁面设置有外螺纹，用于与螺母相连。锥体段12具有锥度，并且锥体段12与转向节7相配合安装，即锥面配合。

本申请的优选实施例中，螺纹段11和锥体段12之间设置有弧形退刀槽102，螺母安装于球销1的螺纹段11，开口销的存在用于固定螺母外侧的位置，也就是防止螺母从螺纹段11脱出，而螺母的另一端若没有固定，则螺母将可能进入锥体段12，本申请中螺纹段11和锥体段12之间的弧形退刀槽102的侧壁面可与螺母抵接，防止螺母在使用过程中窜动，保证螺母位置固定。

本申请的可选实施例中，锥体段12的外表面覆盖有硬化层，该硬化层可以是高频热处理所形成的，锥体段12安装于转向节7的锥形孔内，因而在车辆转向时该连接处所承受力很大，若锥体段12强度低，则会使得锥体段12断裂，给车辆使用带来安全隐患，而锥体段12外表面经过高频热处理后将形成硬化层，该硬化层的强度高，保证锥体段12在使用过程中不会产生断裂，增加使用的安全性。或者可选地，锥体段12的外表面也可通过氮化形成硬化层。

进一步地，球头2与球头槽201之间填充有高阻尼材料，进一步可以是高阻尼耐磨材料，该高阻尼材料为高分子材料，这种材料具有摩擦系数小和耐磨的特性。在使用过程中，球头2和球座3之间将进行频繁相对转动，也就是球头2与球头槽201之间进行摩擦，球头2和球头槽201均为金属，若金属与金属直接摩擦，则会使得球头2不能相对球头槽201转动，同时球头2和球头槽201的磨损严重，不利于该球铰链的长期使用，而本申请中球头2和球头槽201之间填充高阻尼材料，可使得球头2与高阻尼材料相互摩擦，这样摩擦的摩擦系数小，并且高阻尼材料耐磨，避免了经常更换，而该高阻尼材料可以是尼龙，并且，可选地，球头2与该高阻尼材料之间可覆盖一层油脂，油脂具有润滑的作用，使得球头2在相对转动时，球头2与该高阻尼材料之间的摩擦系数进一步减小，提高该球铰链的使用寿命。

更进一步地，该球座3设置有挡块301以封挡高阻尼材料。该挡块301可以设置于球座3的底部，并且球座3设置有挡块槽304，该挡块槽304与球头槽201相连通，即可通过挡块槽304向球头槽201内填充高阻尼材料，填充完成后将挡块301安装于挡块槽304，同时球座3的底面设置有凸出的挡边305，安装挡块301之前，该挡边305沿球座3的高度方向延伸，安装完挡块301后，将该挡边305向球座3内部弯曲，以使得该挡边305对挡块301进行固定，防止挡块301脱落，进而进一步对高阻尼材料进行固定。与之相对应地，该实施例中的球头槽201具有容纳球头2多余二分之一表面积的内表面，因而球头2不能从球头槽201的开口端脱出，同时，使用时球头2与球头槽201贴紧，将高阻尼材料密闭于球头槽201内。

或者，挡块301设置于球头槽201的开口处，这时候挡块301可以是挡环，该挡环一方面对球头槽201内的高阻尼材料进行封挡，防止高阻尼材料脱出，另一方面，该实施例中的球头2置于球头槽201内，该球头槽201的开口大于球头2的直径，并不能对球头2进行固定，也就是球头槽201本身不能防止球头2从球头槽201内脱出，因而本实施例中的挡环可对球头2进行限位，防止球头2从球头槽201内脱出，保证使用的可靠性。

如图4和5所示，球座3包括位于其周面的凸台303，该凸台303的横截面为正六边形。可以理解的是，球座3通过自身的外螺纹与摆臂相连，这时候在安装过程中就需要旋转球座3或者摆臂以实现连接，而现实中，摆臂的长度将长，旋转摆臂并不方便，因而较为方便的是旋转球铰链，在安装过程中，不可能人手操作，需要借助工具，球座3的凸台303设置为正六边形，这时候可以使用相应的工具拧动球座3，实现球座3的旋转，可以将球铰链与摆臂相连，确保安装的力矩规范与稳定。

本申请的实施例还提供了一种汽车悬架，该汽车悬架左右对称，如图6所示，每侧均包括转向节7、上摆臂8和下摆臂9；

上摆臂8和转向节7通过上述的球铰链相连；

下摆臂9和转向节7通过上述的球铰链相连；

其中，两个球铰链的球销1的轴线重合以形成汽车悬架的虚拟主销。

现有技术中主销占用空间大，妨碍其它零部件的安装和排布，而本申请中的汽车悬架通过球铰链将转向节7和上摆臂8、下摆臂9相连，两个球铰链的球销1的轴线重合，也就是在两个球铰链之间形成虚拟主销，该虚拟主销代替实际的主销，可以实现主销的全部功能，并且该虚拟主销并不占用多余空间，仅包括两个球铰链即可。

实际使用时，上摆臂8和转向节7相连时，优先选用具有环状凹陷防尘罩4的球铰链，该种样式的球铰链能够承受更大的承载力，而上摆臂8所承受的承载力大，因而选用这种形式的球铰链更有利于该虚拟主销的长期使用。与之相对应地，这时候球铰链的球头槽201仅有上端开口，也就是球头槽201具有大于球头2二分之一直径的开口，而球头槽201底端没有开口，通过挡块301将球头2封装于球头槽201内，同时防尘罩4通过铜套5和密封圈5a配合实现防尘罩4与球销1之间的密封。

而下摆臂9与转向节7相连时，优选具有径向外突平滑曲面防尘罩4的球铰链，该球铰链的防尘罩4通过铜套5与球销1密封，并且球头槽201具有容纳球头2多余二分之一表面积的内表面，球头2安装于该球头槽201内，并且为了实现球头2的安装，球头槽201的底端开口，该底端通过挡块301进行密封。

本申请的实施例还提供了一种汽车，该汽车包括上述的汽车悬架，至于汽车悬架如何安装于汽车内，本领域技术人员可以进行常规选择，此处不再赘述。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种球铰链，其特征在于，包括：

球销(1)，所述球销(1)开设有开口销安装孔(101)和外螺纹；

球头(2)，所述球头(2)与所述球销(1)为一体；

球座(3)，所述球座(3)设置有容纳所述球头(2)的球头槽(201)，所述球头槽(201)允许所述球头(2)在其内部转动；

其中，所述球销(1)和所述球座(3)之间设置有防尘罩(4)以密封球头槽(201)的开口端；所述球座(3)设置有用于连接摆臂的外螺纹。

2.根据权利要求1所述的球铰链，其特征在于，所述防尘罩(4)的外表面为径向外突的平滑曲面或者带有环状凹陷的平滑曲面，所述防尘罩(4)具有上开口(401)和下开口(402)。

3.根据权利要求2所述的球铰链，其特征在于，所述球销(1)与所述防尘罩(4)的所述上开口(401)之间设置有密封铜套(5)；

所述防尘罩(4)的所述下开口(402)通过卡簧(6)固定于所述球座(3)的卡簧安装槽(302)。

4.根据权利要求1所述的球铰链，其特征在于，所述球销(1)包括螺纹段(11)和与所述螺纹段(11)的一端相抵接的锥体段(12)；

所述螺纹段(11)的另一端开设有沿所述螺纹段(11)的径向贯通的开口销安装孔(101)；

所述螺纹段(11)的外壁面设置有外螺纹。

5.根据权利要求4所述的球铰链，其特征在于，所述锥体段(12)的外表面覆盖有硬化层。

6.根据权利要求1所述的球铰链，其特征在于，所述球头(2)与所述球头槽(201)之间填充有高阻尼材料。

7.根据权利要求6所述的球铰链，其特征在于，所述球座(3)设置有挡块(301)以封挡所述高阻尼材料。

8.根据权利要求1所述的球铰链，其特征在于，所述球座(3)包括位于其周面的凸台(303)；

所述凸台(303)的横截面为正六边形。

9.一种汽车悬架，其特征在于，包括转向节(7)、上摆臂(8)和下摆臂(9)；

所述上摆臂(8)和所述转向节(7)通过权利要求1-8任一所述的球铰链相连；

所述下摆臂(9)和所述转向节(7)通过权利要求1-8任一所述的球铰链相连；

其中，两个所述球铰链的所述球销(1)的轴线重合以形成所述汽车悬架的虚拟主销。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求9所述的汽车悬架。