轉向軸、汽車轉向機構及汽車的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種轉向軸、汽車轉向機構及汽車。該轉向軸包括通過萬向節連接的第一軸和第二軸；其中，所述第一軸和所述第二軸中的一個用于與汽車的轉向管柱連接，另一個用于與汽車的轉向器連接。本實用新型提供的轉向軸，包括通過萬向節連接的第一軸和第二軸，這樣，第一軸和第二軸之間的夾角就變得可調節，第一軸和第二軸與轉向管柱和轉向器之間的夾角就可以調節，可調節的夾角更容易達到不產生力矩波動的夾角條件，相比現有技術中不可調節的轉動軸，通過調節上述夾角降低了汽車轉向機構在轉動力傳遞過程中發生力矩波動的概率。
【專利說明】轉向軸、汽車轉向機構及汽車
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及汽車技術，具體涉及一種轉向軸、汽車轉向機構及汽車。
【背景技術】
[0002]汽車的轉向系統包括依次相連的方向盤、轉向管柱、轉向軸以及轉向器，駕駛員施加給方向盤的轉動力通過轉向管柱和轉向軸傳遞給轉向器，由轉向器驅動車輪，最終實現轉向。
[0003]為了使轉動力在傳遞過程中不發生力矩波動，需要滿足兩個條件:第一，轉向管柱、轉向軸以及轉向器的軸線處于同一平面內；第二，轉向管柱的軸線與轉向軸的軸線的夾角和轉向軸的軸線與轉向器的軸線的夾角相等。汽車轉向系統在設計時應盡量滿足上述兩個條件。
[0004]現有技術中的轉向軸為一剛性直軸，其本身沒有角度調節的能力，而在布局設計時，由于駕駛室的空間有限，又需要綜合考慮各零部件的布置設計，由此較難同時滿足上述兩個條件，導致了現有技術中的轉向系統在使用過程中大多具有一定的力矩波動，并最終影響了駕駛員的轉向手感。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種轉向軸、汽車轉向機構及汽車，以提供一種自身具有角度調節功能的轉向軸，通過調節轉向軸的角度以調節轉向軸與轉向管柱和轉向器的夾角，從而為轉向軸、轉向管柱和轉向器三者的角度調節提供一途徑，由此降低汽車轉向機構在轉動力傳遞過程中發生力矩波動的概率。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0007]一種轉向軸，包括通過萬向節連接的第一軸和第二軸；
[0008]其中，所述第一軸和所述第二軸兩者中的一者，以其遠離所述萬向節的一端與汽車的轉向管柱連接，另一者以其遠離所述萬向節的一端與汽車的轉向器連接。
[0009]上述的轉向軸，所述第一軸和所述第二軸中至少一者為轉動軸，所述轉動軸包括套接的轉動外管和轉動內軸；所述轉動外管上設置有轉動連接部，所述轉動內軸上設置有至少兩個轉動調節部，各所述轉動調節部在所述轉動內軸上具有不同的徑向位置，所述轉動連接部與任一所述轉動調節部可拆裝地連接。
[0010]上述的轉向軸，所述轉動連接部為設置于所述轉動外管內壁上的凸起部，所述轉動調節部為設置于所述轉動內軸上的凹槽，所述凸起部插接于所述凹槽。
[0011]上述的轉向軸，所述凸起部有多個，各所述凸起部沿所述轉動外管的徑向均勻布置。
[0012]上述的轉向軸，所述第一軸和所述第二軸中至少一者為伸縮軸，所述伸縮軸包括套接的伸縮外管和伸縮內軸，所述伸縮外管上設置有伸縮連接部，所述伸縮內軸上設置有至少兩個伸縮調節部，各所述伸縮調節部在所述伸縮內軸上具有不同的軸向位置，所述伸縮連接部與任一所述伸縮調節部相連接。
[0013]上述的轉向軸，還包括定位柱，所述伸縮連接部和所述伸縮調節部均為通孔，所述定位柱貫穿所述伸縮連接部和所述伸縮調節部，以連接所述伸縮外管和所述伸縮內軸。
[0014]上述的轉向軸，所述定位柱的兩端設置有鎖止件，所述鎖止件緊貼所述伸縮外管的外壁。
[0015]上述的轉向軸，還包括鎖緊套，所述鎖緊套設置于所述第一軸和/或所述第二軸上遠離所述萬向節的一端，所述鎖緊套將所述第一軸和/或所述第二軸的內部與外部相隔離。
[0016]一種汽車轉向機構，包括通過轉向軸連接的轉向管柱和轉向器，所述轉向軸為上述的轉向軸。
[0017]一種汽車，包括轉向機構，所述轉向機構為上述的汽車轉向機構。
[0018]在上述技術方案中，本實用新型提供的轉向軸，包括通過萬向節連接的第一軸和第二軸，這樣，第一軸和第二軸之間的夾角就變得可調節，第一軸和第二軸與轉向管柱和轉向器之間的夾角就可以調節，可調節的夾角更容易達到不產生力矩波動的夾角條件，相比現有技術中不可調節的轉動軸，通過調節上述夾角降低了汽車轉向機構在轉動力傳遞過程中發生力矩波動的概率。
[0019]同時，本實施例中的轉向軸由于可以彎折，相比現有技術中不可彎折的直軸，也給汽車轉向機構提供了更多的布置形式。
[0020]由于上述轉向軸具有上述技術效果，包含該轉向軸的汽車轉向機構也應具有相應的技術效果。
[0021 ] 由于上述汽車轉向機構具有上述技術效果，包含該汽車轉向機構的汽車也應具有相應的技術效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本實用新型實施例提供的轉向軸的結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型實施例提供的轉向軸的分解圖；
[0025]圖3為本實用新型實施例所述的轉動外管和轉動連接部的結構示意圖；
[0026]圖4為本實用新型實施例提供的汽車轉向機構的結構示意圖。
[0027]附圖標記說明:
[0028]1、第一軸；2、第二軸；3、萬向節；4、轉動外管；5、轉動內軸；6、轉動連接部；7、轉動調節部；8、伸縮外管；9、伸縮內軸；10、伸縮連接部；11、伸縮調節部；12、定位柱；13、鎖緊套；14、墊片；15、轉向管柱；16、轉向器'K、B、C、D、轉向管柱與轉向軸以及轉向器的轉向軸三者的各端點。
【具體實施方式】
[0029]為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細介紹。
[0030]如圖1-2所示，本實施例提供的一種轉向軸，包括通過萬向節3連接的第一軸I和第二軸2，其中，第一軸I和第二軸2中的一個用于與汽車的轉向管柱連接，另一個用于與汽車的轉向器連接。
[0031]具體的，萬向節3選用現有技術中的相關萬向節3即可，本實施例不作限定，第一軸I和第二軸2優選為直軸，但也可以是其它類型的軸。通過本實施例提供的轉向軸連接汽車的轉向管柱和轉向器，一方面，轉向軸可以為彎折形，從而不必必須占據轉向管柱和轉向器之間的直線空間，給駕駛室提供了更多的布置方案；另一方面，第一軸I和第二軸2之間的夾角可調節，第一軸I與第二軸2的夾角不同，第一軸I和第二軸2與轉向管柱和轉向器的夾角就不同，如此，可調節角度的第一軸I和第二軸2就為轉向管柱、轉向軸和轉向器的布置提供了眾多的選擇方案，而前述三者在轉動力傳遞過程中為了使力矩波動較小需要滿足一定的夾角關系，較多的選擇方案使得選出力矩波動較小的布置方案更為可能。
[0032]另外，萬向節3具有一定的減震作用，通過萬向節3連接的第一軸I和第二軸2也可緩沖地面對方向盤的沖擊，減緩方向盤的抖動幅度。
[0033]本實施例中，進一步的，第一軸I和第二軸2中至少一者為轉動軸，轉動軸包括套接的轉動外管4和轉動內軸5，轉動外管4上設置有轉動連接部6，轉動內軸5上設置有至少兩個具有不同徑向位置的轉動調節部7，轉動連接部6與轉動調節部7相連接，轉動連接部6和轉動調節部7相配合，以使得轉動外管4能夠固定于轉軸內軸5徑向上的不同位置，如此設置的優點在于，當轉向器和轉向管柱通過萬向節與轉向軸連接時，該萬向節與轉向軸本身的萬向節3兩端部件的軸線夾角優選相等，如此兩個萬向節之間的第一軸I或第二軸2運行時的輸入角速度和輸出角速度就相等，此時傳動效率較高，產生的交變載荷也最小。通過調節轉動外管4和轉動內軸5的徑向相對位置以改變上述兩個萬向節的相關角度，以提升轉動軸的傳遞效率。
[0034]本實施例中，轉動連接部6和轉動調節部7的具體結構可參見現有技術中的相關結構，作為優選的，轉動連接部6為設置于轉動外管4內壁上的凸起部，轉動調節部7為設置于轉動內軸5上的多個凹槽。凸起部嵌于不同的凹槽中則轉動外管4固定于轉動內軸5上的不同徑向位置，其中，凸起部可以是長方體、錐體或者其它結構。更優選的，如圖3所示，凸起部有多個，多個凸起部在轉動外管4的內壁上沿徑向均勻布置，均勻布置的多個凸起部在受力時均勻受力，有助于延長使用壽命。
[0035]本實施例中，進一步的，第一軸I和第二軸2中至少一者為伸縮軸，伸縮軸包括套接的伸縮外管8和伸縮內軸9，伸縮外管8上設置有伸縮連接部10，伸縮內軸9上設置有設置有至少兩個具有不同軸向位置的伸縮調節部11，伸縮連接部10與伸縮調節部11相連接，以使得伸縮外管8在伸縮內軸9上至少具有兩個不同的軸向固定位置的伸縮調節部11。伸縮軸即軸本身的長度可調節，伸縮外管8可固定于伸縮內軸9上的不同軸向部位。一方面，通過調節伸縮軸的長度可以調節伸縮軸與另一軸(轉向器、轉向管柱、第一軸I或第二軸2)的夾角，如前所述，調節角度可獲得最小的波動力矩；另一方面，不同的車型轉向軸的長度不一，通過長度可調節的伸縮軸可以使得轉向軸具有通用性。
[0036]本實施例中，伸縮調節的具體結構可參見現有技術中的相關結構，如螺紋連接，滑軌連接，作為優選的，伸縮連接部10為伸縮外管8上的多個通孔，伸縮調節部11為伸縮內軸9上的一個通孔，通過一個定位柱12同時貫穿伸縮外管8上和伸縮內軸9上的通孔，定位柱12固定于伸縮外管8上的不同通孔中則伸縮軸的長度不同。更優選的，定位柱12的兩端設置有鎖止件，鎖止件緊貼伸縮外管8的外壁，具體的，定位柱12兩端可設置螺紋，鎖止件可為螺母。定位柱12兩端設置鎖止件有利于定位柱12的穩定連接。
[0037]需要說明的是，上述轉動連接部6與轉動調節部7、伸縮連接部10與伸縮調節部11僅為名稱上的區分，并非對結構的限定，如轉動連接部6也可以是凹槽，轉動調節部7為凸起；伸縮連接部10為一個通孔，伸縮調節部11為多個通孔。
[0038]很顯然的，上述第一軸I可以是伸縮軸，也可以轉動軸，第二軸2可以是轉動軸，也可以是伸縮軸，第一軸I和第二軸2可以同時是伸縮軸，也可以同時是轉動軸。作為優選的，第一軸I和/或第二軸2可以同時既是伸縮軸又是轉動軸，即第一軸I和/或第二軸2包括外管和內軸，外管上既開設有通孔又設置有凸起，內軸上既開設有通孔又設置有凹槽。這樣，一個軸就同時具有了上述的多種調節功能。
[0039]本實施例中，作為最優選的，第一軸I為帶限位裝置(如定位柱12)的伸縮軸，第一軸I可在某一長度上鎖緊，第二軸2為不帶限位裝置的伸縮軸，即第二軸2可自由伸縮，如4所示，在進行轉向軸連接時，轉向管柱15與轉向器16的位置均已經固定，不可變動，轉向管柱15與轉向軸之間的連接是通過萬向節連接的，轉向器16的輸入軸與轉向軸之間通過花鍵直接連接。由于第二軸2與轉向器16的輸入軸通過花鍵直接連接，則第二軸2與輸入軸在一條直線上，當CD長度發生變化時，C點也會做相應的變動，則BC長度和方向均會發生變化，隨之角ABC和角B⑶的角度就會發生變化，若BC和⑶的長度均自動可調的話，則C點位置會在使用過程中產生變化，如此則無法保證角ABC和角BCD保持相等或近似相等，故需要對調節后的CD的長度進行約束，此長度約束了，BC的方向和長度以及ABC和BCD的角度均得到約束，從而達到優化力矩波動的目的，由于第二軸2不帶限位裝置，即CD段長度可自由調節，而第一軸I帶限位裝置，則BC段的長度可固定，由此可以完成上述調整。
[0040]同時，由于第二軸2不帶限位裝置可自由伸縮，由此具有一定的減震效果。
[0041]本實施例中，更進一步的，還包括鎖緊套13，鎖緊套13將第一軸I和/或第二軸2的內部與外部相隔離，鎖緊套13用于封閉第一軸I和/或第二軸2上遠離萬向節3的一端。鎖緊套13的作用在于封閉第一軸1、第二軸2，防止灰塵飄入，延長轉向軸的使用壽命，作為優選地，鎖緊套13可與第一軸I和/或第二軸2螺接，以便于拆裝，螺接部分可設置墊片14，增強密封效果。
[0042]本實施例還提供一種汽車轉向機構，包括通過轉向軸連接的轉向管柱和轉向器，轉向軸為上述的轉向軸。
[0043]由于上述轉向軸具有上述技術效果，包含該轉向軸的汽車轉向機構也應具有相應的技術效果。
[0044]本實施例還提供一種汽車，包括轉向機構，轉向機構為上述的汽車轉向機構。
[0045]由于上述汽車轉向機構具有上述技術效果，包含該汽車轉向機構的汽車也應具有相應的技術效果。
[0046]以上只通過說明的方式描述了本實用新型的某些示范性實施例，毋庸置疑，對于本領域的普通技術人員，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，上述附圖和描述在本質上是說明性的，不應理解為對本實用新型權利要求保護范圍的限制。
【權利要求】
1.一種轉向軸，其特征在于，包括通過萬向節連接的第一軸和第二軸； 其中，所述第一軸和所述第二軸兩者中的一者，以其遠離所述萬向節的一端與汽車的轉向管柱連接，另一者以其遠離所述萬向節的一端與汽車的轉向器連接。
2.根據權利要求1所述的轉向軸，其特征在于，所述第一軸和所述第二軸中至少一者為轉動軸，所述轉動軸包括套接的轉動外管和轉動內軸；所述轉動外管上設置有轉動連接部，所述轉動內軸上設置有至少兩個轉動調節部，各所述轉動調節部在所述轉動內軸上具有不同的徑向位置，所述轉動連接部與任一所述轉動調節部可拆裝地連接。
3.根據權利要求2所述的轉向軸，其特征在于，所述轉動連接部為設置于所述轉動外管內壁上的凸起部，所述轉動調節部為設置于所述轉動內軸上的凹槽，所述凸起部插接于所述凹槽。
4.根據權利要求3所述的轉向軸，其特征在于，所述凸起部有多個，各所述凸起部沿所述轉動外管的徑向均勻布置。
5.根據權利要求1所述的轉向軸，其特征在于，所述第一軸和所述第二軸中至少一者為伸縮軸，所述伸縮軸包括套接的伸縮外管和伸縮內軸，所述伸縮外管上設置有伸縮連接部，所述伸縮內軸上設置有至少兩個伸縮調節部，各所述伸縮調節部在所述伸縮內軸上具有不同的軸向位置，所述伸縮連接部與任一所述伸縮調節部相連接。
6.根據權利要求5所述的轉向軸，其特征在于，還包括定位柱，所述伸縮連接部和所述伸縮調節部均為通孔，所述定位柱貫穿所述伸縮連接部和所述伸縮調節部，以連接所述伸縮外管和所述伸縮內軸。
7.根據權利要求6所述的轉向軸，其特征在于，所述定位柱的兩端設置有鎖止件，所述鎖止件緊貼所述伸縮外管的外壁。
8.根據權利要求2-7任一項所述的轉向軸，其特征在于，還包括鎖緊套，所述鎖緊套設置于所述第一軸和/或所述第二軸上遠離所述萬向節的一端，所述鎖緊套將所述第一軸和/或所述第二軸的內部與外部相隔離。
9.一種汽車轉向機構，包括通過轉向軸連接的轉向管柱和轉向器，其特征在于，所述轉向軸為權利要求1-8任一項所述的轉向軸。
10.一種汽車，包括轉向機構，其特征在于，所述轉向機構為權利要求9所述的汽車轉向機構。
【文檔編號】B62D1/18GK204077771SQ201420556440
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】高龍, 張奇奇, 徐春梅, 葛士顯 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司