CN109058286A - 控制臂球销总成和配置有该控制臂球销总成的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车转向技术领域，旨在解决现有转向节钢套安装成本高、维修成本高的问题。为此，本发明提供了一种控制臂球销总成和配置有该控制臂球销总成的车辆，其中控制臂球销总成包括：控制臂，其上设有球销座；球碗，其安装在球销座内；球销，其包括球头和与球头连接的球销杆，球头可活动地设置在球碗内，球销杆包括直杆段和位于直杆段与球头之间的锥杆段；防尘罩，其通过卡箍固定到控制臂上；控制臂球销总成还包括套接在锥杆段外周的锥形套，以及夹设在锥形套与球销杆之间的限位构件，限位构件设置成能够阻挡锥形套从锥杆段上脱落。本发明的控制臂球销总成，能大幅降低钢套的安装成本和更换成本，能缩短生产周期，提高生产效率，提升用户体验。

Description

控制臂球销总成和配置有该控制臂球销总成的车辆

技术领域

本发明涉及汽车转向技术领域，具体涉及一种控制臂球销总成和配置有该控制臂球销总成的车辆。

背景技术

目前，大部分电动车都采用铝制转向节和铝制控制臂配合连接以减轻整车重量。由于连接控制臂和转向节的球销依然为钢制材料，为了防止钢制球销压坏铝制转向节，通常会在铝制转向节与钢制球销的配合部位压入一个钢套。

图1为现有技术中的转向节和控制臂总成示意图，其中示出了钢套的安装位置。如图1所示，铝制转向节1通过球销4与铝制控制臂3连接，在球销4与转向节1的配合部位压装有钢套2。钢套2的压装通常在铝制转向节1的供应商处完成，与铝制转向节1作为总成供应。钢套2的压装需要配备专用的电控伺服压机，并且需要定制专用的工装夹具，在将钢套2压入铝制转向节1前需要调整压入力、压入速率，并且需要监控力-位移曲线等工艺参数，此工艺验证过程通常需要耗费2-3周的时间来调试才能达到最佳工作状态。此外，为了防止钢套2生锈，通常会对钢套2进行镀锌镍处理。在压装过程中，由于钢套2和转向节本体之间的摩擦，涂层存在剥落的可能。当车辆行驶一定里程后，外界环境中的泥水、杂质会对涂层造成进一步侵蚀，使钢套逐渐生锈。生锈的钢套在与铝制转向节接触时，根据电化学腐蚀的原理，铝因为较低的腐化电位而遭到腐蚀。铝制转向节的钢套孔经过一定时间的腐蚀，孔径和圆度会发生变化，钢套存在松脱的风险，增加了车辆的安全隐患。用户发现钢套锈蚀并要求更换时，只能更换整个转向节总成，其物料费用和工时费不菲。

相应地，本领域需要一种新的控制臂球销总成来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有转向节钢套安装成本高、维修成本高的问题，本发明的第一方面提供了一种控制臂球销总成，该控制臂球销总成包括：控制臂，其上设有球销座；球碗，其安装在所述球销座内；球销，其包括球头和与所述球头连接的球销杆，所述球头可活动地设置在所述球碗内，所述球销杆包括直杆段和位于所述直杆段与所述球头之间的锥杆段；防尘罩，其通过卡箍固定到所述控制臂上；所述控制臂球销总成还包括套接在所述锥杆段外周的锥形套，以及夹设在所述锥形套与所述球销杆之间的限位构件，所述限位构件设置成能够阻挡所述锥形套从所述锥杆段上脱落。

在上述控制臂球销总成的优选技术方案中，所述锥形套与所述锥杆段采用过盈配合连接。

在上述控制臂球销总成的优选技术方案中，所述锥杆段和/或所述锥杆段与所述直杆段的连接处径向缩进以形成用于容纳所述限位构件的限位槽。

在上述控制臂球销总成的优选技术方案中，所述限位构件为套接在所述限位槽内的弹性挡圈。

在上述控制臂球销总成的优选技术方案中，所述限位槽包括形成在所述直杆段顶部的限位面，相应地所述弹性挡圈包括能够与所述限位面抵接的抵接面。

在上述控制臂球销总成的优选技术方案中，所述抵接面为所述弹性挡圈中背离所述球头的端面；或者所述弹性挡圈的内壁面向内凹陷以形成与所述弹性挡圈的轴线近似垂直的台阶面，所述台阶面构成所述抵接面。

在上述控制臂球销总成的优选技术方案中，所述锥形套的顶面与所述防尘罩的底面抵接。

在上述控制臂球销总成的优选技术方案中，所述控制臂的材质为铝合金，所述锥形套为钢套。

在上述控制臂球销总成的优选技术方案中，所述控制臂球销总成还包括设置在所述球碗一端的端盖，所述端盖嵌设在所述球销座内以阻挡所述球碗从所述球销座内脱出。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过将钢套集成在控制臂球销上，省去了原有工艺中需要配置的压装钢套的设备成本和工艺成本，大幅降低了钢套的安装成本，省去了复杂的压装调试过程，缩短了生产周期，提高了生产效率；此外，本发明中的钢套与控制臂设置为可拆卸式结构，当用户发现钢套生锈并存在电化学腐蚀的风险时，仅需要在4S店将生锈的钢套从球销杆上取下，单独更换新的钢套即可，而无需同时更换新的铝制转向节和控制臂，从而大幅降低了维修成本。

本发明的第二方面还提供了一种车辆，该车辆包括上述任一项技术方案中所述的控制臂球销总成。

可以理解的是，上述车辆具有前述控制臂球销总成的所有技术效果，在此不再赘述。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。附图中：

图1为现有技术中的转向节和控制臂总成示意图，其中示出了钢套的安装位置；

图2为本发明的控制臂与球销装配后的结构示意图，其中示出了球销杆的结构；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本发明的弹性挡圈的半剖结构示意图；

图5为本发明的控制臂球销总成的俯视图；

图6为图5中的B-B向剖面示意图；

图7为图5的***示意图；

附图标记列表：

1、转向节；2、钢套；3、控制臂；31、球销座；4、球销杆；41、球头；42、锥杆段；43、直杆段；44、限位槽；441、限位面；5、弹性挡圈；51、台阶面；52、内壁面；53、侧壁面；54、端面；6、防尘罩；61、密封槽；7、卡箍；8、球碗；9、端盖。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，尽管本实施例是以钢套与铝制转向节和铝制控制臂进行描述的，但仅仅用于阐述本发明的原理，并非旨在于限制本发明的保护范围，在不偏离本发明的前提下所做的变更均落入本发明的保护范围之中。

基于背景技术指出的现有转向节钢套安装成本高、维修成本高的问题，本发明提供了一种控制臂球销总成，旨在降低钢套的安装成本和维修成本，为用户和生产厂家节约开支。

参照图2-图7，图2为本发明的控制臂与球销装配后的结构示意图，其中示出了球销杆的结构；图3为图2中A处的局部放大图；图4为本发明的弹性挡圈的半剖结构示意图；图5为本发明的控制臂球销总成的俯视图；图6为图5中的B-B向剖面示意图；图7为图5的***示意图。

参照图5-图7，本实施例中的控制臂球销总成包括：

控制臂3，其上设有球销座31。控制臂3作为汽车悬架***的导向和传力元件，能将作用在车轮上的各种力传递给车身，同时保证车轮按一定轨迹运动。控制臂3应有足够的刚度、强度和使用寿命，本实施例中的控制臂3为铝制控制臂。球销座31设置在控制臂3的端部，在控制臂3端部贯通地形成有下部开口比上部开口略微收缩的通孔，其结构参照图5所示。

球碗8，参照图6，其安装在球销座31内。球碗8使得球销能在球销座31内自由转动。球碗8的内壁面的形状与球销的球头41的外周形状相适配，使得球销在球碗8中转动时不会因间隙而晃动。

球销，参照图3和图6，其包括球头41和与球头41连接的球销杆4，球头41可活动地设置在球碗8内，球销杆4包括直杆段43和锥杆段42，锥杆段42位于直杆段43与球头41之间。沿球头41向直杆段43的方向，锥杆段42的横截面直径逐渐减小。球头41与锥杆段42的顶端缩径连接，且连接面由球头41的下端光滑过渡至锥杆段42的上端。

防尘罩6，其结构为上下贯通、外周类似碗状的结构，用于防止灰尘进入到球头41与球碗8之间，阻碍球头41与控制臂3之间的相对运动。防尘罩6的上部开口端通过卡箍7固定到控制臂3上。具体地，参照图6和图7，在控制臂3的球销座31部分，设置有环向开口的凹槽，将防尘罩6的上部开口端通过卡箍7固定在控制臂3上，使卡箍7刚好深入至该凹槽中，防止卡箍7移位而影响其紧固性能。防尘罩6通常采用橡胶类柔性材质制作。通过卡箍7将防尘罩6的边沿压接在该凹槽中，能保证防尘罩6的防尘性能。

控制臂球销总成还包括套接在锥杆段42外周的锥形套，以及夹设在锥形套与球销杆4之间的限位构件。

锥形套用于防止球销对铝制转向节1造成损伤，对于铝制转向节1，锥形套即现有技术中的钢套2。

限位构件用于限制钢套2相对球销杆4移动。在钢套2装配在球销杆4上以后，钢套2的内周与球销杆4的锥杆段42的外周紧密贴合，限位构件设置成能够阻挡钢套2从锥杆段42上脱落。

这样，通过将钢套集成在控制臂球销上，省去了原有工艺中需要配置的压装钢套的设备成本和工艺成本，大幅降低了钢套的安装成本，省去了复杂的压装调试过程，缩短了生产周期，提高了生产效率；此外，本发明中的钢套与控制臂设置为可拆卸式结构，当用户发现钢套生锈并存在电化学腐蚀的风险时，仅需要在4S店将生锈的钢套从球销杆上取下，单独更换新的钢套即可，而无需同时更换新的铝制转向节和控制臂，从而大幅降低了维修成本。

具体地，锥形套的设置是为了减小球销与设置在转向节1上的用于与球销配合的通孔之间的损伤，因此，锥形套的材质应当比转向节1的材质的强度高。当转向节1和控制臂3的材质改变时，锥形套的材质应相应地进行调整。

更具体地，钢套2与锥杆段42采用过盈配合连接，以防止钢套2从锥杆段42上脱下。由于球销本身体积相对转向节1来说小很多，钢套2与锥杆段42的过盈配合无需大尺寸的夹持工具与专业的压装工具，实现过盈配合的操作较简单。

进一步地，锥杆段42可通过径向缩进以形成用于容纳限位构件的限位槽44。具体地，可以在靠近锥杆段42细端的位置开设一个凹槽(未图示)，作为容纳限位构件的限位槽44。

替代性地，可以利用锥杆段42与直杆段43的连接处原有的用于过渡连接锥杆段42和直杆段43的连接段作为容纳限位构件的限位槽44。或者在原有过渡段的基础上进一步加工以加深其缩径程度，以暴露出直杆段43的顶面的外圈，将该槽作为容纳限位构件的限位槽44，参照图3所示。

替代性地，上述两种限位槽可同时存在以加强限位功能。

具体地，限位构件主要用于增大锥形套与锥杆段42之间的摩擦，防止锥形套下滑。例如可以在钢套2安装到球销杆4上以后，在限位槽44内塞入多块橡胶块，钢套2挤压橡胶块，使橡胶块变形后容纳在限位槽44中，利用其恢复力对钢套2形成反向挤压，从而实现阻挡钢套2下滑的效果。

优选地，限位构件为套接在限位槽44内的弹性挡圈5。弹性挡圈5的结构可以为圆环状，其边沿设有倒角，以增强弹性挡圈5的抗撕裂能力。弹性挡圈5可以采用橡胶、硅胶等具备弹性形变能力的材质，这样能方便弹性挡圈5的安装，且能更好地增大锥形套与球销杆之间的摩擦，起到更好的阻挡效果。

更进一步地，限位槽44包括形成在直杆段43顶部的限位面441，相应地弹性挡圈5包括能够与限位面441抵接的抵接面。

参照图3和图4，为了增强弹性挡圈5的限位功能，防止弹性挡圈5在使用过程中移位，在安装弹性挡圈5的限位槽44中预先设置一个限位面441，在弹性挡圈5上预先设置一个能与该限位面441抵接的抵接面，使得限位槽44能对安装后的弹性挡圈5在球销轴的轴线方向上形成约束，以防止弹性挡圈5从限位槽44中脱落。具体地，可利用直杆段43的顶平面的外圈部分作为限位面441，参照图3所示。

更进一步地，上述抵接面可以为弹性挡圈5中背离球头41的端面54，该端面54为平面。或者，如图4中所示，弹性挡圈5的内壁面52向内凹陷，即向弹性挡圈5本体内部凹陷，形成与弹性挡圈5的轴线近似垂直的台阶面51和能与直杆段43的外周贴合的侧壁面53，台阶面51即构成前述抵接面。

安装后的弹性挡圈5与锥形套的下表面的高度低于直杆段43的上表面的高度，以保证锥形套与球销杆4之间形成用于放置限位构件的间隙。

参照图6，为增强防尘罩6的防尘性能，将锥形套的顶面与防尘罩6的底面抵接。此外，在防尘罩6与球销杆4接触配合的位置设置密封槽61，并在密封槽61内填充密封用油脂。

继续参照图6，控制臂3球销总成还包括设置在球碗8一端的端盖9，端盖9嵌设在球销座31内以阻挡球碗8从球销座31内脱出。具体地，在未将球销装入球销座31之前，球销座31顶端的口径与端盖9相同，将端盖9自上而下装入后，采用冷拔工艺，使球销座31顶端的开口径向缩进后折弯，以覆盖端盖9的边缘，对端盖9形成阻挡，可防止端盖9脱出。设置端盖9能方便球碗8的安装，并可防止安装后的球碗8脱出。

本发明的第二方面还提供一种车辆，该种车辆的转向桥采用铝制转向节1和铝制控制臂3，其中，控制臂3以前述控制臂球销总成的形式供应。

可以理解的是，该车辆具备前述控制臂球销总成的所有技术效果，在此不再赘述。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制臂球销总成，包括：

控制臂，其上设有球销座；

球碗，其安装在所述球销座内；

球销，其包括球头和与所述球头连接的球销杆，所述球头可活动地设置在所述球碗内，所述球销杆包括直杆段和位于所述直杆段与所述球头之间的锥杆段；

防尘罩，其通过卡箍固定到所述控制臂上；

其特征在于，所述控制臂球销总成还包括套接在所述锥杆段外周的锥形套，以及夹设在所述锥形套与所述球销杆之间的限位构件，所述限位构件设置成能够阻挡所述锥形套从所述锥杆段上脱落。

2.根据权利要求1所述的控制臂球销总成，其特征在于，所述锥形套与所述锥杆段采用过盈配合连接。

3.根据权利要求1所述的控制臂球销总成，其特征在于，所述锥杆段和/或所述锥杆段与所述直杆段的连接处径向缩进以形成用于容纳所述限位构件的限位槽。

4.根据权利要求3所述的控制臂球销总成，其特征在于，所述限位构件为套接在所述限位槽内的弹性挡圈。

5.根据权利要求4所述的控制臂球销总成，其特征在于，所述限位槽包括形成在所述直杆段顶部的限位面，相应地所述弹性挡圈包括能够与所述限位面抵接的抵接面。

6.根据权利要求5所述的控制臂球销总成，其特征在于，所述抵接面为所述弹性挡圈中背离所述球头的端面；或者

所述弹性挡圈的内壁面向内凹陷以形成与所述弹性挡圈的轴线近似垂直的台阶面，所述台阶面构成所述抵接面。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的控制臂球销总成，其特征在于，所述锥形套的顶面与所述防尘罩的底面抵接。

8.根据权利要求7所述的控制臂球销总成，其特征在于，所述控制臂的材质为铝合金，所述锥形套为钢套。

9.根据权利要求1所述的控制臂球销总成，其特征在于，所述控制臂球销总成还包括设置在所述球碗一端的端盖，所述端盖嵌设在所述球销座内以阻挡所述球碗从所述球销座内脱出。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-9中任一项所述的控制臂球销总成。