球窩接頭及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供球窩接頭及其制造方法，該球窩接頭通過將球部(10)作為型芯而鑄造保持架(2)，并且將軸構(gòu)件(11)與鑄造后的球部(10)進(jìn)行電阻焊接而成，該球窩接頭具備：球部(10)；樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)，其具有使所述球部(10)的球面朝向相反的方向露出的第一開口部(31)以及第二開口部(32)；保持架(2)，其以所述球部(10)以及所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)為型芯進(jìn)行鑄造，一體成形有與從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)的第二開口部(32)突出的所述球部(10)相接的閉塞部(23)；以及軸構(gòu)件(11)，其在鑄造所述保持架(2)后通過電阻焊接而與從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)的第一開口部(31)露出的所述球部(10)接合而構(gòu)成球頭螺栓(1)。
【專利說明】球窩接頭及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在例如機(jī)動車的穩(wěn)定桿連桿、變速箱控制部等連桿機(jī)構(gòu)中使用的球窩接頭及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為這種球窩接頭，已知有日本特開平9-189322號公報(專利文獻(xiàn)I)所公開的內(nèi)容。該文獻(xiàn)所公開的球窩接頭由在軸構(gòu)件的前端具有成為連桿機(jī)構(gòu)的擺動中心的球的球頭螺栓、以及覆蓋該球頭螺栓的球部的最大直徑部且與該球部的球面滑動接觸的保持架構(gòu)成。
[0003]所述保持架通過將所述球部用作型芯的鑄造來成形，通過將球度較高的軸承用鋼球用作所述球部，從而，在該保持架處形成球部的球面轉(zhuǎn)印成的球度較高的金屬滑動接觸面。另外，所述球頭螺栓通過在所述保持架的鑄造后將軸構(gòu)件相對于所述球部進(jìn)行電阻焊接而形成。為了該電阻焊接，需要在所述球部與軸構(gòu)件之間流通焊接電流，將球部作為型芯而鑄造的保持架與該球部密接，因此沒有使電極與球部直接抵接，而是使電極與密接于球部的保持架抵接，由此在所述球部與軸構(gòu)件之間流通焊接電流。
[0004]另外，如上所述地成形的保持架因鑄造后產(chǎn)生的鑄縮而密接于球部，這樣的話無法使球頭螺栓相對于保持架擺動。因此，在專利文獻(xiàn)I所公開的球窩接頭中，相對于球頭螺栓而施加其軸向的沖擊，通過鑄造形成的保持架的金屬滑動接觸面被球部的球面軋制，從而在保持架與球部之間形成間隙而分離兩者，使得球頭螺栓能夠相對于該保持架的擺動。
[0005]另一方面，在日本特開2004-316771號公報(專利文獻(xiàn)2)中，公開有球部與以其為型芯而鑄造的保持架用樹脂滑動接觸構(gòu)件分離的球窩接頭。所述樹脂滑動接觸構(gòu)件覆蓋球頭螺栓的球部的最大直徑部而與該球部的球面滑動接觸，保持架覆蓋該樹脂滑動接觸構(gòu)件的周圍并且保持有該樹脂滑動接觸構(gòu)件。所述保持架通過將所述樹脂滑動接觸構(gòu)件所包覆的球部用作型芯的鑄造而成形，所述樹脂滑動接觸構(gòu)件在具備防形于球部的球面的樹脂滑動接觸面的狀態(tài)下固定于保持架，所述球頭螺栓相對于該保持架的平滑運(yùn)動得以確保。
[0006]另外，與所述的專利文獻(xiàn)I相同，所述球頭螺栓通過在所述保持架的鑄造后將軸構(gòu)件與所述球部進(jìn)行電阻焊接而形成。其中，由于在球部與保持架之間存在樹脂滑動接觸構(gòu)件，因此無法如專利文獻(xiàn)I那樣利用保持架而向球部流通焊接電流。因此，在所述樹脂滑動接觸構(gòu)件以及所述保持架上設(shè)置供電用開口部，通過所述供電用開口部而使供電用電極與所述球部直接抵接。
[0007]另外，在該專利文獻(xiàn)2的球窩接頭中，在所述保持架的鑄造結(jié)束后相對于所述樹脂滑動接觸構(gòu)件而再度施加熱量，從而減小該樹脂滑動接觸構(gòu)件壓緊球部的力，管理球頭螺栓相對于保持架的動作。即，在該專利文獻(xiàn)2的球窩接頭中，不需要像專利文獻(xiàn)I那樣使保持架塑性變形而在球部與保持架之間主動地形成間隙，就能夠?qū)崿F(xiàn)球頭螺栓相對于保持架的平滑動作。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-189322號公報
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-316771

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的課題
[0013]如此，在專利文獻(xiàn)2的球窩接頭中，所述樹脂滑動接觸構(gòu)件與球部幾乎沒有間隙地滑動接觸，能夠進(jìn)行球頭螺栓的平滑運(yùn)動，但相對于所述保持架以及樹脂滑動接觸構(gòu)件而需要設(shè)置所述供電用開口部，為了防止來自外部的異物侵入，需要在球頭螺栓的完成后將該供電用開口部通過閉塞蓋來堵塞。所述閉塞蓋通過相對于所述供電用開口部的周邊實施鉚接加工而相對于所述保持架進(jìn)行固定，但在相對于保持架的開口而固定其他構(gòu)件的關(guān)系上，即使在作業(yè)中進(jìn)行了萬全準(zhǔn)備，也有可能因無法預(yù)料的情況使所述閉塞蓋與保持架之間的密封性變得不充分。假設(shè)產(chǎn)生上述那樣的情況時，有可能使?jié)櫥蛷谋婚]塞蓋密封的保持架的內(nèi)部漏出、或者異物從保持架的外部朝內(nèi)部侵入，有可能損害球頭螺栓相對于保持架的平滑運(yùn)動。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]本發(fā)明是鑒于這樣的課題而作出的，其目的在于，提供球窩接頭及其制造方法，在該球窩接頭中，能夠不相對于以球部為型芯鑄造出的保持架設(shè)置供電用開口地進(jìn)行軸構(gòu)件相對于該球部的電阻焊接，并且無需相對于鑄造后的保持架實施任何的特別處理，就能夠確保球頭螺栓相對于該保持架的順暢動作。
[0016]實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的球窩接頭具備:球部；樹脂滑動接觸構(gòu)件，其具有與所述球部滑動接觸的滑動接觸面且覆蓋所述球部的最大直徑部，并且具有使所述球部的球面朝向相反的方向露出的第一開口部以及第二開口部；保持架，其通過以所述球部以及覆蓋于該球部的所述樹脂滑動接觸構(gòu)件為型芯的鑄造來形成，并且，一體成形有主體部以及閉塞部，所述主體部覆蓋所述樹脂滑動接觸構(gòu)件的周圍，所述閉塞部覆蓋從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件的第二開口部突出的所述球部的球面而與該球部相接，并且，該保持架不與從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件的第一開口部露出的所述球部的球面接觸；以及軸構(gòu)件，其在鑄造所述保持架后通過電阻焊接與所述球部成為一體而構(gòu)成球頭螺栓。
[0017]另外，實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的球窩接頭的制造方法包括:成形樹脂滑動接觸構(gòu)件的工序，該樹脂滑動接觸構(gòu)件具有與球部滑動接觸的滑動接觸面且覆蓋所述球部的最大直徑部，并且具有使該球部的球面朝向相反的方向露出的第一開口部以及第二開口部；成形保持架的工序，該保持架通過以所述球部以及覆蓋于該球部的樹脂滑動接觸構(gòu)件為型芯的鑄造，而具有主體部以及閉塞部，所述主體部覆蓋所述樹脂滑動接觸構(gòu)件的周圍，所述閉塞部覆蓋從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件的第二開口部突出的所述球部的球面而與該球部相接，并且，該保持架不與從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件的第一開口部露出的所述球部的球面接觸；以及形成球頭螺栓的工序，在該工序中，一方面，將軸構(gòu)件觸抵于從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件的第一開口部露出的球部，并且使電極與該軸構(gòu)件接觸，另一方面，使電極與同所述球部相接的所述保持架的閉塞部接觸，通過電阻焊接將所述球部與軸部進(jìn)行接合。
[0018]發(fā)明效果[0019]在保持架上通過鑄造一體地設(shè)置有覆蓋從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件的第二開口部突出的所述球部的球面而與所述球部相接的閉塞部，因此在將軸構(gòu)件相對于球部進(jìn)行電阻焊接時，若使供電用電極與所述保持架抵接，則能夠從所述閉塞部相對于球部流通焊接電流。即，由于不需要相對于保持架設(shè)置供電用開口部，因此不需要在球頭螺栓的焊接結(jié)束后堵塞所述供電用開口部的閉塞蓋，與其相應(yīng)地能夠?qū)崿F(xiàn)部件件數(shù)的削減、生產(chǎn)工序的簡化，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)成本的降低化。
[0020]另外，與保持架一體鑄造的閉塞部與球部相接，在鑄造該保持架后將軸構(gòu)件相對于球部進(jìn)行焊接時，在焊接時由于球部發(fā)生熱膨脹的影響，樹脂滑動接觸構(gòu)件成為與被所述閉塞部覆蓋的第二開口部的附近相比，在相對于球部焊接了軸構(gòu)件的第一開口部的附近成為進(jìn)一步擴(kuò)展的形狀，該焊接后的球部朝向從閉塞部浮起的方向進(jìn)行微小位移。其結(jié)果是，保持架的閉塞部與球部的接觸面壓減弱，相對于鑄造后的保持架不施加任何特別的處理就能夠確保球頭螺栓相對于該保持架的圓滑的動作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是表示通過本發(fā)明來制造的球窩接頭的第一實施方式的主視剖視圖。
[0022]圖2是表示制造圖1所示的球窩接頭的工序中的、在球部上包覆樹脂滑動接觸構(gòu)件的狀態(tài)的主視圖。
[0023]圖3是表示制造圖1所示的球窩接頭的工序中的、以球部以及樹脂滑動接觸構(gòu)件為型芯鑄造保持架的樣子的剖視圖。
[0024]圖4是表示制造圖1所示的球窩接頭的工序中的、鑄造好的保持架的主視剖視圖。
[0025]圖5是表示制造圖1所示的球窩接頭的工序中的、相對于被保持架包持的球部焊接軸構(gòu)件的樣子的主視剖視圖。
[0026]圖6是表示制造圖1所示的球窩接頭的工序中的、相對于球部焊接軸構(gòu)件之后的狀態(tài)的主視剖視圖。
[0027]圖7是表示軸構(gòu)件相對于球部進(jìn)行電阻焊接時，球部壓開樹脂滑動接觸構(gòu)件的樣子的示意圖。
[0028]圖8是表示由本發(fā)明制造的球窩接頭的第二實施方式的主視剖視圖。
[0029]圖9是表示在圖8所示的球窩接頭的制造方法中在保持架的閉塞部與球部之間形成間隙的工序的主視剖視圖。
[0030]圖10是表示在保持架的閉塞部與球部之間形成間隙的工序的其他例的主視剖視圖。
【具體實施方式】
[0031]以下，使用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的球窩接頭及其制造方法。
[0032]圖1是表示通過本發(fā)明制造的球窩接頭的第一實施方式的圖。該球窩接頭由在軸構(gòu)件11的前端具備球部10的球頭螺栓1、覆蓋于所述球部10并且與該球部10滑動接觸的樹脂滑動接觸構(gòu)件3、以及形成在該樹脂滑動接觸構(gòu)件3的周圍并且固定該樹脂滑動接觸構(gòu)件3的保持架2構(gòu)成，所述球頭螺栓I連結(jié)為以所述球部為中心相對于保持架2擺動自如。[0033]所述球頭螺栓I通過將棒狀的軸構(gòu)件11相對于成為球部10的球度較高的軸承用鋼球進(jìn)行電阻焊接而形成。在所述軸構(gòu)件11處形成有具備用于固定連桿等被安裝體的支承面的凸緣部12，另一方面，夾著所述凸緣部12而在與球部10相反的一側(cè)形成有外螺紋
13。另外，所述凸緣部12形成為六角螺母的形狀，能夠通過使用活動扳手而將所述球頭螺栓I的外螺紋13緊固于連桿等被安裝體。
[0034]另外，所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3具有使球部10的球面朝向相反的方向露出的第一開口部31以及第二開口部32而形成為環(huán)狀，在內(nèi)側(cè)具有與球部10的球面大致一致的凹球面狀的樹脂滑動接觸面30。所述球頭螺栓I的軸構(gòu)件11相對于從所述第一開口部31露出的球部10的球面進(jìn)行接合。該樹脂滑動接觸構(gòu)件3覆蓋所述球部10的最大直徑部，并且覆蓋該球部10的球面的大致2/3左右。
[0035]另一方面，所述保持架2具備以覆蓋所述樹脂滑動接觸構(gòu)件的方式設(shè)于其周圍的主體部20、用于使所述主體部20與連桿結(jié)合的固定部21、以及覆蓋所述樹脂滑動接觸構(gòu)件的第二開口部而與所述球部的球面相接的閉塞部23，所述主體部20、固定部21以及閉塞部23通過鋁合金或者鋅合金的壓鑄成型鑄造而形成為一體。需要說明的是，雖在圖1中進(jìn)行省略，但在所述固定部21處形成內(nèi)螺紋，能夠與例如在構(gòu)成連桿的桿部等的前端處形成的外螺紋結(jié)合。另外，也可以不設(shè)置該固定部21而相對于被安裝體直接固定所述主體部20。
[0036]所述主體部20呈環(huán)狀地成形在所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的外側(cè)，該樹脂滑動接觸構(gòu)件3相對于所述主體部20固定。另外，在所述主體部20處與所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第一開口部31對應(yīng)地設(shè)置有保持架開口部22，所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第一開口部31的周邊從該保持架開口部22稍微露出。即，所述保持架2的主體部20與從所述第一開口部露出的球部10的球面非接觸。
[0037]另外，所述保持架2的閉塞部23通過所述的鑄造與所述主體部20形成為一體，覆蓋所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第二開口部32，并且與從該第二開口部32突出的球部10的凸球面接觸。即，在所述閉塞部23處形成有球部10的凸球面轉(zhuǎn)印成的金屬滑動接觸面23a，該金屬滑動接觸面23a與從所述第二開口部32突出的球部10的凸球面接觸。該金屬滑動接觸面23a與所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的樹脂滑動接觸面30無臺階地連續(xù)，所述金屬滑動接觸面23a以及樹脂滑動接觸面30成為一體而形成與所述球部10無間隙地接觸的凹球面。
[0038]另外，在所述保持架2的主體部20的外周緣與球頭螺栓I的軸構(gòu)件11之間安裝有防塵罩4，防止塵埃、垃圾等侵入球頭螺栓I的球部10與保持架2的主體部20之間的間隙，除此之外，形成有用于收容潤滑脂等潤滑劑的密封袋40。在此，所述防塵罩4的球頭螺栓I側(cè)的端部41利用其彈性而密接于軸構(gòu)件11，另一方面，保持架2側(cè)的端部42借助卡定環(huán)而被夾在與保持架2的外周緣之間，即使由于球頭螺栓I的擺動或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動也不會脫離。
[0039]接下來，對于該第一實施方式的球窩接頭的具體的制造方法進(jìn)行說明。
[0040]在最初的工序中，成形所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3，將其相對于成為球部10的軸承用鋼球進(jìn)行安裝。作為該樹脂滑動接觸構(gòu)件3的材質(zhì)的一個例子而使用聚醚醚酮(威格斯社制/商品名=PEEK)，其厚度設(shè)定為例如大約1.0mm。圖2是表示將樹脂滑動接觸構(gòu)件3安裝于球部10的狀態(tài)的主視圖。該樹脂滑動接觸構(gòu)件3成形為具備與球部10的外徑相適合的內(nèi)徑的環(huán)狀，具有如上所述地朝相反的方向露出球部10的球面的第一開口部31以及第二開口部32。所述第二開口部32的內(nèi)徑D2設(shè)定得小于所述第一開口部31的內(nèi)徑D1，在比較從球部10的中心O到所述第一開口部31的距離H與從球部10的中心O到所述第二開口部32的距離h的情況下，成為H < h。因此，所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3與球部10的球面的接觸面積在比球部10的中心O靠所述第一開口部31 —側(cè)較小，在靠第二開口部32 —側(cè)較大。
[0041]作為這樣的樹脂滑動接觸構(gòu)件3覆蓋于球部10的一個例子，將球部10作為型芯而對所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3進(jìn)行注塑成形，考慮將該樹脂滑動接觸構(gòu)件3的成形與朝向球部10的安裝通過一個工序來進(jìn)行。如此，若將球部10自身作為型芯而進(jìn)行樹脂滑動接觸構(gòu)件3的成形，則省略向球部10的安裝工時，除此之外，由于球部10的球面向所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的樹脂滑動接觸面30進(jìn)行轉(zhuǎn)印，因此所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3與球部10無間隙地面接觸，能夠使兩者的滑動接觸狀態(tài)變得良好。
[0042]需要說明的是，即使不將球部10用作型芯而僅成形所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3，將球部10從成形的樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第一開口部31壓入該樹脂滑動接觸構(gòu)件3的內(nèi)部，由此將樹脂滑動接觸構(gòu)件3安裝于球部10，也沒有關(guān)系。
[0043]接下來，對所述保持架2進(jìn)行壓鑄成型鑄造。在進(jìn)行該壓鑄成型鑄造時，如圖3所示那樣，將球部10以及安裝于該球部10的樹脂滑動接觸構(gòu)件3作為型芯而設(shè)置于上下分割的一對鑄造模具5、6內(nèi)，在該狀態(tài)下將鋁合金或者鋅合金的金屬液壓入到模具內(nèi)的空腔
7。此時，從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第一開口部31露出的球部10的球面與形成于模具6的凹球面狀的支承座60嵌合，該支承座60的周緣與所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第一開口部31的周緣相接。需要說明的是，為了將球部10可靠地固定于所述支承座60，也可以從該支承座60相對于球部10作用磁吸引力。
[0044]由此，如圖4所示，鑄造將球部10以及樹脂滑動接觸構(gòu)件3由所述合金包裹的保持架2。在鑄造好的保持架2處，在與模具6的支承座60對應(yīng)的部位形成有所述保持架開口部22，球部10處于僅從該保持架開口部22露出的狀態(tài)。在所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第一開口部31處，所述保持架2與球部10非接觸，第二開口部32被與所述主體部20 —體成形的閉塞部23覆蓋，在所述閉塞部23形成有與從第二開口部32突出的球部10的球面相接的金屬滑動接觸面23a。另外，當(dāng)鑄造所述保持架2時，安裝于球部10的樹脂滑動接觸構(gòu)件3處于埋入到鑄造好的保持架2的主體部20的狀態(tài)，與所述球部10相接的所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的樹脂滑動接觸面30與所述閉塞部23的金屬滑動接觸面23a形成為無臺階地連續(xù)的一個凹球面。并且，該凹球面處于與球部10的球面無間隙地接觸的狀態(tài)。
[0045]接下來，相對于所述球部10而焊接軸構(gòu)件11。在所述焊接中使用作為電阻焊接的一種的凸焊。具體來說，如圖5所示，使軸構(gòu)件11的端面相對于從所述保持架開口部22露出的球部10的球面而以規(guī)定的力F進(jìn)行壓接，另一方面，使電極14、15分別與所述保持架2的閉塞部23以及所述軸構(gòu)件11抵接，在所述閉塞部23以及軸構(gòu)件11中流通焊接電流。在所述閉塞部23的外側(cè)形成用于供所述電極14抵接的安裝面24，所述安裝面24成為以所述球頭螺栓I的軸心線為中心的圓形狀。另外，所述電極15形成為環(huán)狀，且與所述軸構(gòu)件I的凸緣部12抵接。
[0046]由于以所述球部10以及樹脂滑動接觸構(gòu)件3為型芯而鑄造所述保持架2，因此，如以上說明的那樣，在保持架2的閉塞部23處形成有球部10的球面轉(zhuǎn)印成的金屬滑動接觸面23a，所述金屬滑動接觸面23a與球部10的球面無間隙地接觸。因此，通過使電極14與所述閉塞部23抵接，能夠?qū)⒑附与娏鲝脑撻]塞部23相對于球部10流通，能夠?qū)η虿?0與軸構(gòu)件11進(jìn)行電阻焊接。
[0047]然后，當(dāng)如上所述地結(jié)束電阻焊接時，如圖6所示，完成軸構(gòu)件11的前端面相對于球部10接合，球部10隔著樹脂滑動接觸構(gòu)件3而保持于保持架2的主體部的球頭螺栓I。
[0048]在鑄造所述保持架2后，將軸構(gòu)件11相對于球部10進(jìn)行焊接之前的階段中，由于在鑄造后進(jìn)行的保持架2的收 縮，處于該保持架2的主體部20從樹脂滑動接觸構(gòu)件3的外側(cè)壓緊球部10的狀態(tài)，因此該情況下，對于球部10相對于樹脂滑動接觸構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)作用較大阻力。另外，通過所述鑄造而形成于保持架2的閉塞部23的金屬滑動接觸面23a與球部10緊密地接觸，因此，基于該點也處于球部10的自由旋轉(zhuǎn)受到阻礙的狀態(tài)。
[0049]但是，在鑄造所述保持架10后，將軸構(gòu)件11相對于該球部10進(jìn)行電阻焊接時，如圖7所示，所述球部10與軸構(gòu)件11的接合部分的周邊成為發(fā)熱源H而加熱該球部10，也向壓緊球部10的樹脂滑動接觸構(gòu)件3傳遞該熱量。所述球部10與樹脂滑動接觸構(gòu)件3熱膨脹率不同，并且冷卻時的收縮速度上也不同，因此通過加熱暫時擴(kuò)展的樹脂滑動接觸構(gòu)件3在冷卻時的收縮階段不會完全返回至原本形狀，能夠緩解樹脂滑動接觸構(gòu)件3相對于所述球部10的壓緊。
[0050]此時，球部10自身與常溫下相比稍微產(chǎn)生熱膨脹而按壓擴(kuò)展所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3，發(fā)熱源H為球部10與軸構(gòu)件11的接合部分，因此如圖7中實線箭頭所示，該球部10在第一開口部31的附近膨脹量增大，在遠(yuǎn)離發(fā)熱源H的第二開口部32的附近與第一開口部31的附近相比其膨脹量變小。即，所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3通過球部10的熱膨脹而被按壓擴(kuò)展的量，與第二開口部32的附近相比在第一開口部31的附近處大。
[0051]另外，保持架2的主體部20相對于從所述第一開口部露出的球部為非接觸，另一方面，球部10通過所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第二開口部32而與所述閉塞部23的金屬滑動接觸面23a相接，因此通過電阻焊接時的熱量使該球部10膨脹時，球部10在按壓金屬滑動接觸面23a的反作用力的作用下其中心朝第一開口部31的方向稍微位移。因此，在所述球部10熱膨脹時，與第二開口部32的附近相比，所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3在第一開口部31的附近被較大地按壓擴(kuò)展。
[0052]如此，當(dāng)將軸構(gòu)件11相對于球部10進(jìn)行焊接時，在該球部被加熱的狀態(tài)下，與第二開口部32的附近相比，所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3在第一開口部31的附近暫時地被較大按壓擴(kuò)展，因此在球部10與軸構(gòu)件11的接合結(jié)束而球部冷卻的狀態(tài)下，在球部從閉塞部23浮起的方向(在圖7中由空心箭頭表示的方向)上，使該球部進(jìn)行微小位移。因此，雖然球部10與所述閉塞部23的金屬滑動接觸面23a相接觸，但兩者之間的接觸面壓降低。
[0053]即，在本實施方式的球窩接頭中，覆蓋所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第二開口部32的閉塞部23與保持架2 —體地設(shè)置，并且使從所述第二開口部32突出的球部10的球面與該閉塞部23接觸，其結(jié)果是，當(dāng)軸構(gòu)件11相對于球部10的電阻焊接結(jié)束時，樹脂滑動接觸構(gòu)件3相對于所述球部10的壓緊力降低，進(jìn)而球部10與所述閉塞部23的金屬滑動接觸面23a之間的接觸面壓降低，能夠在不進(jìn)行任何特別的處理的情況下，使通過該焊接而完成的球頭螺栓I相對于保持架2輕微運(yùn)動。[0054]特別是，在該第一實施方式中，將所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第二開口部32的內(nèi)徑D2形成得小于第一開口部31的內(nèi)徑Dl，球部10與其中心相比在所述閉塞部23側(cè)使更多的球面與所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3相接。因此，當(dāng)通過軸構(gòu)件11相對于球部10的焊接而減少所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的壓緊力時，與所述第一開口部31和第二開口部32形成為相同的內(nèi)徑的情況相比較，與球部10從閉塞部23浮起的方向相關(guān)的自由度容易增大。因此，在本實施方式的球窩接頭中，所述閉塞部23的金屬滑動接觸面23a與球部10的接觸面壓進(jìn)一步容易減少，在維持球部10與閉塞部23的接觸狀態(tài)的情況下，能夠?qū)⑶蝾^螺栓I相對于保持架2輕微運(yùn)動。
[0055]所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第一開口部31的內(nèi)徑由與球頭螺栓I相對于保持架2的可動范圍的關(guān)系來確定。其中，當(dāng)考慮相對于所述球頭螺栓I而作用有與其軸向正交的方向上的徑向負(fù)載的情況時，優(yōu)選所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3與球部10的接觸面積較大。特別是可以將所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第二開口部32的內(nèi)徑盡可能地設(shè)定得較小，優(yōu)選的是，如上所述將第二開口部的內(nèi)徑D2設(shè)定得小于第一開口部的內(nèi)徑D1。
[0056]另一方面，為了對所述球部10與軸構(gòu)件11進(jìn)行電阻焊接，需要與上述兩者之間的通電電阻相比而使所述閉塞部23與球部10之間的通電電阻較小。假設(shè)在所述閉塞部23與球部10之間的通電電阻大于所述球部10與軸構(gòu)件11之間的通電電阻的情況下，所述閉塞部23與球部10的分界面發(fā)熱，閉塞部23相對于球部10進(jìn)行固接。因此，所述閉塞部23與球部10的接觸面積、即通過第二開口部而與所述閉塞部的金屬滑動接觸面相接的所述球部10的球面的面積需要被設(shè)定得大于球部10與軸構(gòu)件11的焊接部面積。在此，焊接部面積是指所述軸構(gòu)件11的前端面與球部10相接合的面積，具體來說，是在圖6中由附圖標(biāo)記70示出的焊接部中的圓形狀面積，相當(dāng)于軸構(gòu)件11的剖面積。更嚴(yán)格來說，是軸構(gòu)件11與球部10相接合的部位的該球部10的球面的表面積。
[0057]即，將所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第二開口部32的內(nèi)徑D2設(shè)定為，小于所述第一開口部31的內(nèi)徑Dl，并且通過該第二開口部32而與保持架2的閉塞部23相接的所述球部10的球面的面積變得大于所述軸構(gòu)件11的焊接部面積。
[0058]而且，根據(jù)這樣的第一實施方式的球窩接頭，在將軸構(gòu)件11與所述球部10進(jìn)行電阻焊接時，不需要相對于覆蓋該球部10的周圍的所述保持架2而設(shè)置供電用開口部，不需要在球頭螺栓I的焊接結(jié)束后堵塞所述供電用開口部的閉塞蓋，因此與其相應(yīng)地能夠?qū)崿F(xiàn)部件件數(shù)的減少、生產(chǎn)工序的簡化，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)成本的降低化。
[0059]圖8是表示通過本發(fā)明制造出的球窩接頭的第二實施方式的圖。該第二實施方式的球窩接頭具有與所述的第一實施方式的球窩接頭大致相同的結(jié)構(gòu)，但在所述保持架2的閉塞部23與球部10的凸球面之間主動地設(shè)置間隙，僅在該點處與第一實施方式的球窩接頭不同。
[0060]即，所述保持架2的閉塞部23通過上述的鑄造而與所述主體部20 —體成形，鑄造后與從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的第二開口部32突出的球部10的凸球面相接觸。但是，在所述保持架2的鑄造后的制造工序中，在所述球部10和與其抵接的閉塞部23的如端凹球面23a之間形成間隙，在球窩接頭完成時所述球部10與閉塞部23保持為非接觸。因而，在球頭螺栓I相對于保持架2進(jìn)行擺動時，球部10僅與所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的樹脂滑動接觸面30相接。[0061]需要說明的是，在表示第二實施方式的球窩接頭的圖8中，對與第一實施方式的球窩接頭相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號，省略對于各結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。
[0062]該第二實施方式的球窩接頭的制造方法與所述第一實施方式的制造方法大致相同，僅在追加向所述球部10與所述保持架2的閉塞部23之間形成間隙的工序這點上與第一實施方式的制造方法不同。該工序在相對于所述球部而焊接軸構(gòu)件之后進(jìn)行，在所述保持架2的閉塞部23與球頭螺栓I的球部10之間形成間隙，消除該閉塞部23的前端凹球面23a與球部10的接觸狀態(tài)。
[0063]在該工序中，相對于通過所述電阻焊接完成的球頭螺栓I而在其軸向上施加間隙形成負(fù)載F2，將所述球部10相對于所述閉塞部23的前端凹球面23a進(jìn)行按壓。具體來說，如圖9所示，在固定部8上配置環(huán)狀的受壓夾具80，并且使該受壓夾具80與設(shè)于保持架2的閉塞部23的所述電極安裝面24的周圍抵接，在該狀態(tài)下相對于球頭螺栓I施加將該球部10按壓于保持架2的閉塞部23的方向上的間隙形成負(fù)載F2。
[0064]由于所述受壓夾具80以包圍球頭螺栓I的軸心的方式與保持架2的閉塞部23的周圍抵接，因此當(dāng)相對于球頭螺栓I施加所述間隙形成負(fù)載F2時，所述球部10以將保持架2的閉塞部23向下壓的方式進(jìn)行按壓，由此該閉塞部23發(fā)生塑性變形。此時，所述球部10與所述閉塞部23的塑性變形量相應(yīng)地在所述保持架2內(nèi)微小位移，存在于所述保持架2的主體部20與所述球頭螺栓I的球部10之間的所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3在所述間隙形成負(fù)載F2的作用下發(fā)生彈性變形。之后，當(dāng)除去所述間隙形成負(fù)載F2時，彈性變形后的所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3恢復(fù)為原來形狀，與其相伴，所述球部10朝離開所述閉塞部23的前端凹球面23a的方向位移。由此，在所述球頭螺栓I的球部10與所述保持架2的閉塞部23之間形成間隙。該間隙的大小取決于所述間隙形成負(fù)載F2的大小。
[0065]在該工序中，將所述間隙形成負(fù)載F2施加于球頭螺栓1，從而在所述球頭螺栓I的球部10與所述保持架2的閉塞部23之間主動地形成間隙，球部10自身與固定于保持架2的主體部20的所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3無間隙地相接，該樹脂滑動接觸構(gòu)件3與球部10的接觸狀態(tài)在該工序的前后沒有變化。因而，即使在所述球頭螺栓I的球部10與所述保持架2的閉塞部23之間主動地形成間隙，該球部10也可以相對于所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3而無間隙地滑動接觸，不會產(chǎn)生球頭螺栓I相對于保持架2晃動這樣的不良情況。
[0066]另外，在向所述保持架2的閉塞部23與球頭螺栓I的球部10之間形成間隙的工序中，也可以經(jīng)由兩階段的工序而形成該間隙。例如，作為使用所述的環(huán)狀的受壓夾具80 (參照圖9)的前階段，如圖10所示，使圓板狀的受壓夾具81與形成在所述閉塞部23的外側(cè)的電極安裝面24抵接，在該狀態(tài)下將間隙形成負(fù)載F2施加于球頭螺栓1，之后使用環(huán)狀的受壓夾具80而再次施加間隙形成負(fù)載F2。當(dāng)經(jīng)由這樣的兩階段的工序時，在使用圓板狀的受壓夾具81的工序中將所述閉塞部23在球部10與該受壓夾具81之間壓扁而塑性變形，進(jìn)而在使用環(huán)狀的受壓夾具80的工序中將所述閉塞部23向下壓。由此，與僅使用環(huán)狀的受壓夾具80的情況相比較，能夠在所述保持架2的閉塞部23與球頭螺栓I的球部10之間形成更大的間隙。
[0067]需要說明的是，所述受壓夾具80、81的形狀是示例，在相對于所述球頭螺栓I而施加間隙形成負(fù)載F2時，只要能夠利用所述球部10來按壓所述保持架2的閉塞部23而使其塑性變形，就能夠適當(dāng)選擇其形狀。[0068]而且，在該第二實施方式的球窩接頭中，也與所述第一實施方式的球窩接頭相同，不需要相對于所述保持架2而設(shè)置供電用開口部，不需要在球頭螺栓I焊接結(jié)束后堵塞所述供電用開口部的閉塞蓋，因此能夠與其相應(yīng)地實現(xiàn)部件件數(shù)的削減、生產(chǎn)工序的簡化，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)成本的降低化。
[0069]另外，在該第二實施方式的球窩接頭中，在所述閉塞部23的前端凹球面23a與球頭螺栓I的球部10之間主動地設(shè)置間隙，因此所述球部10處于僅與所述樹脂滑動接觸構(gòu)件3的樹脂滑動接觸面30接觸的狀態(tài)。由此，在球頭螺栓I的擺動運(yùn)動時，該球頭螺栓I的球部10不會與由鑄造形成的金屬制保持架2相摩擦，并且球頭螺栓I相對于保持架2不會晃動，能夠在長期確保球頭螺栓I的圓滑的動作。
【權(quán)利要求】
1.一種球窩接頭，其特征在于，具備: 球部(10)； 樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)，其具有與所述球部(10)滑動接觸的滑動接觸面且覆蓋所述球部(10)的最大直徑部，并且具有使所述球部(10)的球面朝向相反的方向露出的第一開口部(31)以及第二開口部(32)； 保持架(2)，其通過以所述球部(10)以及覆蓋于該球部(10)的所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)為型芯的鑄造來形成，并且,一體成形有主體部(20)以及閉塞部(23)，所述主體部(20)覆蓋所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)的周圍，所述閉塞部(23)覆蓋從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)的第二開口部(32)突出的所述球部(10)的球面而與該球部(10)相接，并且，該保持架不與從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)的第一開口部(31)露出的所述球部(10)的球面接觸；以及 軸構(gòu)件(11)，其在鑄造所述保持架(2)后通過電阻焊接與從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)的第一開口部(31)露出的所述球部(10)的球面接合而構(gòu)成球頭螺栓(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球窩接頭，其特征在于， 所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)覆蓋所述球部(10)的最大直徑部，所述第二開口部(32)的內(nèi)徑設(shè)定得小于第一開口部(31)的內(nèi)徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求 2所述的球窩接頭，其特征在于， 所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)以使通過所述第二開口部(32)而與保持架(2)的閉塞部(23)相接的所述球部(10)的球面的面積大于所述軸構(gòu)件(11)相對于所述球部(10)的焊接部面積的方式設(shè)定該第二開口部(32)的內(nèi)徑。
4.一種球窩接頭的制造方法，其特征在于，包括: 成形樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)的工序，該樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)具有與球部(10)滑動接觸的滑動接觸面且覆蓋所述球部(10)的最大直徑部，并且具有使該球部(10)的球面朝向相反的方向露出的第一開口部(31)以及第二開口部(32)； 成形保持架(2)的工序，該保持架(2)通過以所述球部(10)以及覆蓋于該球部(10)的樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)為型芯的鑄造，而具有主體部(20)以及閉塞部(23)，所述主體部(20)覆蓋所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)的周圍，所述閉塞部(23)覆蓋從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)的第二開口部(32)突出的所述球部(10)的球面而與該球部(10)相接，并且，該保持架不與從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)的第一開口部(31)露出的所述球部(10)的球面接觸；以及 形成球頭螺栓(I)的工序，在該工序中，一方面，將軸構(gòu)件(11)觸抵于從所述樹脂滑動接觸構(gòu)件⑶的第一開口部(31)露出的球部(10)，并且使電極與該軸構(gòu)件(11)接觸，另一方面，使電極與同所述球部(10)相接的所述保持架(2)的閉塞部(23)接觸，通過電阻焊接將所述球部(10)與軸構(gòu)件(11)進(jìn)行接合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的球窩接頭的制造方法，其特征在于， 所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)覆蓋所述球部(10)的最大直徑部，所述第二開口部(32)的內(nèi)徑設(shè)定得小于第一開口部(31)的內(nèi)徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的球窩接頭的制造方法，其特征在于， 所述樹脂滑動接觸構(gòu)件(3)以使通過所述第二開口部(32)與保持架(2)的閉塞部(23)相接的所述球部(10)的球面的面積大于所述軸構(gòu)件(11)的前端面相對于所述球部(10)的投影面積的方式設(shè)定該第二開口部(32)的內(nèi)徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的球窩接頭的制造方法，其特征在于， 該球窩接頭的制造方法還包括如下工序:在形成有所述球頭螺栓(1)之后，對該球頭螺栓(1)在其軸向上施加間隙形成負(fù)載，使所述球部(10)不與所述閉塞部(23)的前端凹球面(23a)接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的球窩接頭的制造方法，其特征在于，在對球頭螺栓(1)施加所述間隙形成負(fù)載時，使環(huán)狀的受壓夾具(80)與所述保持架 (2)的閉塞部(23)抵接。
【文檔編號】F16C11/06GK104024665SQ201280065117
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月28日
【發(fā)明者】西出哲弘, 東海林勤, 莊司春樹, 末永淳也 申請人:Thk株式會社