CN113775639B - 一种新型分体式球销 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型分体式球销，其包括：球座，其内侧具有腔体，所述腔体内设有球碗；球头销，其具有球体，所述球体压装于所述球碗中；以及安装于所述球座底部的调节件，其位于所述球碗远离所述球头销的一侧，所述调节件可在所述腔体中移动，并调节所述球碗与所述球头销之间的间隙大小。本发明通过在球座中安装调节件，可调节球头销与球碗之间的间隙大小，消除使用过程中产生的间隙，保持启动力矩及工作力矩的稳定，防止球销异响及松旷失效，防止球销脱出；通过采用分体式的钢制上球座，缩小了球座的体积，增大了球座的开口直径，能在保证球销拉脱力、压脱力的要求下，有效提高球头销的摆角。

Description

一种新型分体式球销

技术领域

本发明涉及汽车零配件领域，特别涉及一种新型分体式球销。

背景技术

球头销又称球铰链、球接头，其在独立悬架系统中被广泛采用，控制臂或推力杆常通过位于端部的球头销与其它部件相连，它的主要功能是实现车轮上下跳动和转向运动，球头销是保证汽车操纵稳定性、行驶平顺性、舒适性、安全性及使汽车正确、准确行驶的关键零部件。

相关技术中，球头销主要由球碗、球销、球座及防尘罩等构成，球销与球碗配合不能松旷，也不能过紧，在加足润滑脂后，用手转动球销略有阻力为宜。由于受力情况比较复杂，传统球销在使用过程中易产生松旷、异响甚至脱出等失效现象，影响车辆使用安全。

因此，有必要设计一种新型分体式球销，以克服上述问题。

发明内容

本发明实施例提供一种新型分体式球销，以解决相关技术中传统球销在使用过程中易产生松旷、异响甚至脱出等失效现象，影响车辆使用安全的问题。

第一方面，提供了一种新型分体式球销，其包括：球座，其内侧具有腔体，所述腔体内设有球碗；球头销，其具有球体，所述球体压装于所述球碗中；以及安装于所述球座底部的调节件，其位于所述球碗远离所述球头销的一侧，所述调节件可在所述腔体中移动，并调节所述球碗与所述球头销之间的间隙大小。

一些实施例中，所述球座包括：下球座，所述下球座的内侧形成所述腔体；上球座，其安装于所述下球座的内侧，且位于所述下球座与所述球碗之间，所述上球座的内侧安装限位环，所述限位环部分位于所述球碗的上方，所述限位环的内径与所述球头销的外径比例为0.93～0.95。

一些实施例中，所述下球座的内侧设有凸台，所述凸台的上方具有空隙，所述上球座可沿所述下球座的内壁在所述空隙内上下移动，并带动所述球头销上下移动。

一些实施例中，所述新型分体式球销还包括防尘罩，其一端套设于所述球头销，另一端套设于所述上球座的外侧。

一些实施例中，所述防尘罩的外部卡设有卡箍，所述上球座的上端面高于所述下球座的上端面，所述卡箍位于所述上球座与下球座之间。

一些实施例中，所述调节件的外侧具有外螺纹，所述下球座的内侧具有内螺纹，所述调节件与所述下球座通过螺纹配合安装。

一些实施例中，所述球碗的上部具有圆柱形的碗身，所述上球座的内侧与所述碗身的外侧过盈配合。

一些实施例中，所述球碗的下部具有弧形的碗底，所述调节件靠近所述碗底的一侧具有凹槽，所述凹槽的形状与所述碗底的形状相匹配。

一些实施例中，所述上球座采用钢质结构，所述上球座的外侧与所述下球座的内侧过盈配合。

一些实施例中，所述上球座位于所述调节件的上方。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

1、本发明实施例提供了一种新型分体式球销，通过在球座中安装调节件，可调节球头销与球碗之间的间隙大小，消除使用过程中产生的间隙，保持启动力矩及工作力矩的稳定，防止球销异响及松旷失效，防止球销脱出。

2、通过采用分体式的钢制上球座，缩小了球座的体积，增大了球座的开口直径，能在保证球销拉脱力、压脱力的要求下，有效提高球头销的摆角。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种新型分体式球销的截面图；

图2为图1中A的部分放大结构示意图。

图中标号：

1、球头销；2、球碗；21、碗身；22、碗底；3、球座；31、下球座；32、上球座；4、调节件；5、限位环；6、空隙；7、防尘罩；8、卡箍。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种新型分体式球销，其能解决相关技术中传统球销在使用过程中易产生松旷、异响甚至脱出等失效现象，影响车辆使用安全的问题。

参见图1所示，为本发明实施例提供的一种新型分体式球销，其可以包括：球座3，其可以与横拉杆连接，球座3的内侧具有腔体，腔体的形状可以大致是圆柱形，腔体贯穿球座3的内部，且腔体的上下两端呈开口状，以便于安装球头销1和调节件4，所述腔体内可以设有球碗2，球碗2的碗身呈圆柱形，碗身安装于腔体中，碗身的外侧与球座3的内壁接触，球碗2的碗底呈弧形，碗底悬空于腔体中；球头销1，其具有球体，所述球体可以压装于所述球碗2中，球头销1的一端设有球体，用于安装于球座3中，球碗2的内部设有与球体相匹配的弧形凹槽，球体上连接有用于与转向摇臂连接的销体，销体伸出球座3 以外；以及安装于所述球座3底部的调节件4，其位于所述球碗2远离所述球头销1的一侧，所述调节件4可在所述腔体中移动，并调节所述球碗2与所述球头销1之间的间隙大小，本实施例中，调节件4可以大致为圆柱体形，且直径略小于腔体的内径，调节件4安装于腔体中，其外侧与球座3的内壁接触，调节件4可以在腔体中进出，当球头销1产生松旷时，将调节件4上移，可以消除球碗2与球头销1之间的间隙。球头销1松紧度的调整方法如下：用专用工具拧动调节件4，使调节件4压紧球碗2，此时球头销1的球体应转动自如稍有阻力，但又不过紧，无卡住现象，即为调整完毕，有效补偿使用过程中磨损产生的间隙，消除异响和松旷。

参见图1和图2所示，在一些实施例中，所述球座3可以包括：下球座31，所述下球座31的内侧形成所述腔体，下球座31用于与横拉杆连接，下球座31的材质可以为钢质；上球座32，其可以安装于所述下球座31的内侧，上球座32的外径小于下球座31的内径，上球座 32呈圆柱状，且内侧中孔，两端设有开口，上球座32可以位于所述下球座31与所述球碗2之间，上球座32的厚度较薄，球碗2的外壁与上球座32的内壁过盈配合，上球座32与球碗2的碗身接触，上球座 32的外壁与下球座31的内壁过盈配合，上球座32安装于下球座31 的上部，其上端突出在下球座31的外部，以便于安装卡箍8及限位环 5，所述上球座32的内侧可以安装限位环5，所述限位环5部分位于所述球碗2的上方，本实施例中，上球座32的上端面高于球碗2的上端面，上球座32的一部分位于球碗2的上方，限位环5的外径略大于上球座32的内径，上球座32的上端内侧设有向内凹陷的卡槽，限位环5安装于卡槽中，限位环5向上球座32的内侧凸出，其部分拦在球碗2的上端面，用于阻挡球碗2向球座3外部移动，防止球碗2及球头销1脱出；所述限位环5的内径与所述球头销1的外径比例可以为 0.93～0.95，限位环5位于球头销1的球上端外侧，当球头销1摆动时，其外部与限位环5的内侧抵触，也就是说，限位环5的内径限制了球头销1的摆动角度，具体的，限位环5内径为33mm，球头销1的外径为35mm，限位环5的内径与所述球头销1的外径比例约为0.94，相关技术中，限位环5内径为32mm，球头销1的外径为35mm，限位环5 的内径与所述球头销1的外径比例约为0.91，也就是说，本申请中采用的限位环5的内径大于相关技术中的限位环的内径，决定限位环5 的内径的因素是上球座32的开口内径，相关技术中球头销主要零部件有球头销、防尘罩、球座、球碗、限位环等，球座为铝质的一体式结构，本申请中的球座3采用分体式结构，下球座31采用铝质结构，上球座32采用钢质结构，由于钢的密度比铝大，且钢的强度也比铝大，因此在保证球销拉脱力、压脱力的要求的情况下，钢质的上球座32的体积要小于铝质的一体式球座，也就是说，在保证同样的拉脱力和压脱力的情况下，本申请的钢质的上球座32的开口内径要大于铝质的一体式球座的开口内径，在一般情况下，本申请的分体式球座3的上球座32的开口内径与相关技术中的整体式球座的开口内径的比例为 1.1-1.2，而开口内径就决定了使用的限位环5的内径，限位环5的内径又决定了球头销1的摆角，因此，本申请中的采用的分体式球座3可以在保证球销拉脱力、压脱力的要求下，有效提高球头销1的摆角。

参见图1所示，在一些实施例中，所述下球座31的内侧可以设有凸台，下球座31的内侧开口分为两部分，上部分的开口直径大于下部分的开口直径，也就是说，凸台以下的部分均向下球座31的内侧凸出，上球座32安装于凸台以上的部分，上球座32的内侧与球碗2的碗身接触；所述凸台的上方具有空隙6，因此下球座31的内侧下部分整体向内凸出，因此凸台的上方会形成空隙6，空隙6由下球座31的内壁与球碗2的外壁包围形成，空隙6的底部由凸台形成，顶部形成一个环状的开口，且空隙6的开口处于下球座31的开口中，为下球座31开口的一部分，上球座32安装时，由空隙6的开口装入，然后部分压入空隙6中，空隙6由上球座32的表面竖直向下延伸，所述上球座32 可沿所述下球座31的内壁在所述空隙6内上下移动，并带动所述球头销1上下移动，由于上球座32压入在球碗2的外部，当上球座32在空隙6中移动时，可以带动球碗2随之移动，从而调节球头销1的球心的高度，也就是说，在压入上球座32时，通过控制上球座32不同的压入量，从而调节球头销1的球心高度，不同的球心高度可以使整个球销达到不同的性能效果，因此，在生产过程中，若球头销1的使用效果没有达到要求，本申请的分体式球销不需要通过传统的更换模具的方式来调校，只需要通过对上球座32压入量进一步的调节，就可以实现对球销的快速调校，以达到理想的使用状态，实现了模具的最大限度通用，适用性更高，节约了生产成本。

参见图1所示，在一些实施例中，所述新型分体式球销还可以包括防尘罩7，其一端套设于所述球头销1，另一端套设于所述上球座32 的外侧，本实施例中，防尘罩7的上端套在球头销1的销体外部，与球头销1形成密封，防尘罩7的下端套在上球座32的外部，与球座3形成密封，从而将球座3的内部零件整体罩住，其中，上球座32的上端突出于下球座31的外部，防尘罩7的下端刚好罩住上球座32突出的部分，且防尘罩7的底部与下球座31接触，也就是说，上球座32 的一部分位于防尘罩7的内部，另一部分位于下球座31的内部，能够达到较好的密封效果，避免灰尘进入影响使用，防尘罩7与相关件的配合精度，对密封性和使用寿命有很大影响。另外，防尘罩7的密封性对球头销1的磨损及疲劳寿命影响很大，其材料多选用耐高温、耐油、耐老化的聚氨酯或氯丁橡胶。同时，在设计上应考虑其运动时的变形情况，以免变形后灰尘从配合面进入球头销1。

参见图1和图2所示，在一些实施例中，所述防尘罩7的外部可以卡设有卡箍8，卡箍8用于卡紧防尘罩7，防止其脱落，所述上球座 32的上端面高于所述下球座31的上端面，所述卡箍8位于所述上球座32与下球座31之间，上球座32的上端外侧设有向外凸出的圆环，圆环与下球座31之间构成一个槽体，卡箍8卡接于槽体中，在圆环的挡止下，防止卡箍8脱落，卡箍8位于上球座32的外侧，卡箍8的内径大于上球座32的外径，卡箍8与上球座32配合，将防尘罩7卡在卡箍8的内圈和上球座32的外壁之间，同时，卡箍8也将防尘罩7的下端面卡在下球座31的上端面，使得两者密切接触，密封性更好。

参见图1所示，优选的，所述调节件4的外侧可以具有外螺纹，所述下球座31的内侧可以具有内螺纹，所述调节件4与所述下球座31 通过螺纹配合安装，本实施例中，调节件4的外侧大致为圆柱状，调节件4的外径小于下球座31的内径，调节件4的高度小于下球座31的高度，因此调节件4可以完全进入下球座31的腔体中，调节件4的底部具有与工具相匹配的插接孔，可以使用一些工具旋转调节件4，从而调节其在下球座31中的位置，下球座31中的凸出部分的内壁与调节件4的外壁接触，使得调节件4可以刚好处于球碗2的下方，通过旋转调节件4，使其沿螺纹上下移动，就可以调节球碗2与球头销1 之间的间隙；在其他实施例中，调节件4还可以通过卡扣卡接于下球座31中，还可以通过弹簧等形式安装于下球座31中，还可以通过吸附的方式安装于下球座31中，只要使调节件4可以沿下球座31的内壁移动即可。

参见图1所示，在一些实施例中，所述球碗2的上部具有圆柱形的碗身21，所述上球座32的内侧可以与所述碗身21的外侧过盈配合，本实施例中，上球座32的内侧呈圆柱状，其可以刚好与碗身21相匹配，上球座32的内侧与所述碗身21的外侧过盈配合使得上球座32与球碗2之间配合更加紧密，防止上球座32与碗身21的连接脱落或松动影响使用，上球座32位于碗身21的外侧上部，上球座32与限位环 5配合将球碗2和球头销1压装于下球座31中，使得球碗2处于稳定的状态，不会在球座3中摇晃，避免产生较大的扭矩。

参见图1所示，在一些实施例中，所述球碗2的下部具有弧形的碗底22，所述调节件4靠近所述碗底22的一侧可以具有凹槽，所述凹槽的形状与所述碗底22的形状相匹配，本实施例中，调节件4的底部闭合，顶部设有开口，类似于瓶盖的形状，调节件4的一侧设置弧形的凹槽，可以刚好与碗底22的弧形相适配，调节件4装入下球座31 中后，碗底22可以刚好容纳于调节件4的凹槽中，球碗2的底部与调节件4的凹槽内壁相贴合，使球碗2与调节件4之间没有缝隙，避免球碗2晃动，在工作时使球头销1更加稳定。另外，调节件4可以采用铝或钢等硬质的材质，也可以采用具有弹性的软质的材质，只需要将球碗2的底部包覆住不让其晃动，且可以推动球碗2移动即可，调节件4中还可以安装弹簧，通过弹簧的弹力来消除球碗2与球头销1 之间的间隙。

参见图1所示，在一些实施例中，所述上球座32可以采用钢质结构，所述上球座32的外侧与所述下球座31的内侧可以过盈配合，本实施例中，钢质的强度和密度均比铝质大，上球座32采用钢质代替远来的铝质，可以缩小体积，增大开口的内径，进而增加球头销1的摆角，上球座32的外侧呈圆柱状，其可以刚好与下球座31的内侧相匹配，上球座32的外侧与所述下球座31的内侧过盈配合使得上球座32 与下球座31之间配合更加紧密，防止上球座32与下球座31的连接脱落或松动影响使用，上球座32的两侧通过分别与下球座31和球碗2过盈配合，使得上球座32在下球座31中安装的更加牢固，也使得整个球销结合的更加稳定，避免分体式的球座3带来的球销结构的稳定性不足的问题。

参见图1所示，在一些实施例中，所述上球座32可以位于所述调节件4的上方，本实施例中，上球座32位于碗身21的外侧，调节件4 位于碗底22的外侧，上球座32对碗身21产生一个向下压紧的作用力，调节件4对碗底22产生一个向上托举的作用力，上方的上球座32与下方调节件4配合，将球碗2稳定的压装于球座3中，既可以通过上球座32调节球头销1的球心高度，还可以通过调节件4消除球碗2于球头销1之间的间隙，互不干扰，受力对称，配合紧密。

参见图1所示，在安装时，先取出下球座31，下球座31中具有用于安装球碗2和球头销1的空腔，将球碗2安装于空腔中，球碗2未全部压入下球座31中，其上端的一部分伸出在下球座31外，然后将球头销1的球体压入球碗2中，球体的外径大于球碗2的上端开口内径，因此球碗2可以将球体包裹在其中，避免其脱出，球碗2的内壁光滑顺畅，以便于球头销1可以在球碗2中转动自如，然后将上球座 32插入在下球座31和球碗2之间，使得上球座32、球碗2和下球座 31形成紧密配合，同时上球座32也对球碗2形成压紧，在上球座32 的内侧装入限位环5，限位环5卡装于上球座32的内壁上，同时其部分位于球碗2的上方，防止球碗2和球头销1脱出，然后将调节件4 由下球座31的底部开口装入，使用工具插接在调节件4底部的插接孔中，转动工具，使调节件4旋转并沿螺纹上升，使球碗2与球头销1 配合的更好，球碗2与球头销1的配合既不能松旷，也不能过紧，在加足润滑脂后，用手转动球头销1略有阻力为宜，然后将防尘罩7由球头销1的销体上穿入，将防尘罩7的下端套设于上球座32的外部，并在防尘罩7的外部套入卡箍8，配合上球座32将防尘罩7的下端卡紧，并将防尘罩7的上端在销体外部固定好，最后将整个球销装入独立悬架系统中，控制臂或推力杆通过球头销1与其它部件相连，以实现车轮上下跳动和转向运动。

本发明实施例提供的一种新型分体式球销的原理为：

本申请中的新型球销的主要由球头销1、防尘罩7、上球座32、球碗2、限位环5、卡箍8、下球座31和调节件4等配合调节组成，其中，球头销1通过压装工艺压入球碗2中，球碗2与上球座32过盈配合，上球座32上部压入限位环5，防止球头销1脱出，同时对球头摆角起到限制作用，上球座32通过过盈配合与下球座31连接，下球座31的底部与调节件4进行螺接；随着轻量化要求越来越高，铝质(锻铝、铸铝)结构件(如控制臂)使用越来越广泛，为了保证球销的拉脱力及压脱力，铝质的球座限制了球销的摆角，通过采用本发明的分体式球销，即下球座31采用与摆臂本体一致的铝质结构，而上球座32采用钢制结构，能在保证球销拉脱力、压脱力的要求下，有效提高球销摆角；球销作为悬架结构件的重要组成部分，在工作过程中，承受各种力和力矩，导致内部配合产生间隙，从而产生异响、松旷甚至脱出失效，本发明的分体式球销能通过底部与下球座31螺接的调节件4，有效补偿使用过程中磨损产生的间隙，避免异响、松旷现象的产生，调节启动力矩及工作力矩，使其保持在合理的工作范围；另外，本发明的分体式球销在使用过程中能通过对上球座32压入量的调节，在一定范围内对球头销1的球心在Z向高度进行快速调节，在调校过程中实现方案的快速验证，在产生时实现模具的最大限度通用，降低开发以及验证成本、风险和周期。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种新型分体式球销，其特征在于，其包括：

球座（3），其内侧具有腔体，所述腔体内设有球碗（2）；

球头销（1），其具有球体，所述球体压装于所述球碗（2）中；

以及安装于所述球座（3）底部的调节件（4），其位于所述球碗（2）远离所述球头销（1）的一侧，所述调节件（4）可在所述腔体中移动，并调节所述球碗（2）与所述球头销（1）之间的间隙大小；

所述球座（3）包括下球座（31）和上球座（32），所述上球座（32）安装于所述下球座（31）的内侧，所述上球座（32）可沿所述下球座（31）的内壁移动，并带动所述球头销（1）移动，以调节所述球体的球心相对于所述下球座（31）的高度，并使球心维持在调节后的高度。

2.如权利要求1所述的新型分体式球销，其特征在于：

所述下球座（31）的内侧形成所述腔体，所述上球座（32）位于所述下球座（31）与所述球碗（2）之间，所述上球座（32）的内侧安装限位环（5），所述限位环（5）部分位于所述球碗（2）的上方，所述限位环（5）的内径与所述球头销（1）的外径比例为0.93~0.95。

3.如权利要求2所述的新型分体式球销，其特征在于：

所述新型分体式球销还包括防尘罩（7），其一端套设于所述球头销（1），另一端套设于所述上球座（32）的外侧。

4.如权利要求3所述的新型分体式球销，其特征在于：

所述防尘罩（7）的外部卡设有卡箍（8），所述上球座（32）的上端面高于所述下球座（31）的上端面，所述卡箍（8）位于所述上球座（32）与下球座（31）之间。

5.如权利要求2所述的新型分体式球销，其特征在于：

所述调节件（4）的外侧具有外螺纹，所述下球座（31）的内侧具有内螺纹，所述调节件（4）与所述下球座（31）通过螺纹配合安装。

6.如权利要求2所述的新型分体式球销，其特征在于：

所述球碗（2）的上部具有圆柱形的碗身（21），所述上球座（32）的内侧与所述碗身（21）的外侧过盈配合。

7.如权利要求2所述的新型分体式球销，其特征在于：

所述球碗（2）的下部具有弧形的碗底（22），所述调节件（4）靠近所述碗底（22）的一侧具有凹槽，所述凹槽的形状与所述碗底（22）的形状相匹配。

8.如权利要求2所述的新型分体式球销，其特征在于：

所述上球座（32）采用钢质结构，所述上球座（32）的外侧与所述下球座（31）的内侧过盈配合。

9.如权利要求2所述的新型分体式球销，其特征在于：

所述上球座（32）位于所述调节件（4）的上方。

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