转向轴、汽车转向机构及汽车的制作方法

转向轴、汽车转向机构及汽车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种转向轴、汽车转向机构及汽车。该转向轴包括通过万向节连接的第一轴和第二轴；其中，所述第一轴和所述第二轴中的一个用于与汽车的转向管柱连接，另一个用于与汽车的转向器连接。本实用新型提供的转向轴，包括通过万向节连接的第一轴和第二轴，这样，第一轴和第二轴之间的夹角就变得可调节，第一轴和第二轴与转向管柱和转向器之间的夹角就可以调节，可调节的夹角更容易达到不产生力矩波动的夹角条件，相比现有技术中不可调节的转动轴，通过调节上述夹角降低了汽车转向机构在转动力传递过程中发生力矩波动的概率。
【专利说明】转向轴、汽车转向机构及汽车

【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及汽车技术，具体涉及一种转向轴、汽车转向机构及汽车。

【背景技术】
[0002]汽车的转向系统包括依次相连的方向盘、转向管柱、转向轴以及转向器，驾驶员施加给方向盘的转动力通过转向管柱和转向轴传递给转向器，由转向器驱动车轮，最终实现转向。
[0003]为了使转动力在传递过程中不发生力矩波动，需要满足两个条件:第一，转向管柱、转向轴以及转向器的轴线处于同一平面内；第二，转向管柱的轴线与转向轴的轴线的夹角和转向轴的轴线与转向器的轴线的夹角相等。汽车转向系统在设计时应尽量满足上述两个条件。
[0004]现有技术中的转向轴为一刚性直轴，其本身没有角度调节的能力，而在布局设计时，由于驾驶室的空间有限，又需要综合考虑各零部件的布置设计，由此较难同时满足上述两个条件，导致了现有技术中的转向系统在使用过程中大多具有一定的力矩波动，并最终影响了驾驶员的转向手感。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种转向轴、汽车转向机构及汽车，以提供一种自身具有角度调节功能的转向轴，通过调节转向轴的角度以调节转向轴与转向管柱和转向器的夹角，从而为转向轴、转向管柱和转向器三者的角度调节提供一途径，由此降低汽车转向机构在转动力传递过程中发生力矩波动的概率。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]一种转向轴，包括通过万向节连接的第一轴和第二轴；
[0008]其中，所述第一轴和所述第二轴两者中的一者，以其远离所述万向节的一端与汽车的转向管柱连接，另一者以其远离所述万向节的一端与汽车的转向器连接。
[0009]上述的转向轴，所述第一轴和所述第二轴中至少一者为转动轴，所述转动轴包括套接的转动外管和转动内轴；所述转动外管上设置有转动连接部，所述转动内轴上设置有至少两个转动调节部，各所述转动调节部在所述转动内轴上具有不同的径向位置，所述转动连接部与任一所述转动调节部可拆装地连接。
[0010]上述的转向轴，所述转动连接部为设置于所述转动外管内壁上的凸起部，所述转动调节部为设置于所述转动内轴上的凹槽，所述凸起部插接于所述凹槽。
[0011]上述的转向轴，所述凸起部有多个，各所述凸起部沿所述转动外管的径向均匀布置。
[0012]上述的转向轴，所述第一轴和所述第二轴中至少一者为伸缩轴，所述伸缩轴包括套接的伸缩外管和伸缩内轴，所述伸缩外管上设置有伸缩连接部，所述伸缩内轴上设置有至少两个伸缩调节部，各所述伸缩调节部在所述伸缩内轴上具有不同的轴向位置，所述伸缩连接部与任一所述伸缩调节部相连接。
[0013]上述的转向轴，还包括定位柱，所述伸缩连接部和所述伸缩调节部均为通孔，所述定位柱贯穿所述伸缩连接部和所述伸缩调节部，以连接所述伸缩外管和所述伸缩内轴。
[0014]上述的转向轴，所述定位柱的两端设置有锁止件，所述锁止件紧贴所述伸缩外管的外壁。
[0015]上述的转向轴，还包括锁紧套，所述锁紧套设置于所述第一轴和/或所述第二轴上远离所述万向节的一端，所述锁紧套将所述第一轴和/或所述第二轴的内部与外部相隔离。
[0016]一种汽车转向机构，包括通过转向轴连接的转向管柱和转向器，所述转向轴为上述的转向轴。
[0017]一种汽车，包括转向机构，所述转向机构为上述的汽车转向机构。
[0018]在上述技术方案中，本实用新型提供的转向轴，包括通过万向节连接的第一轴和第二轴，这样，第一轴和第二轴之间的夹角就变得可调节，第一轴和第二轴与转向管柱和转向器之间的夹角就可以调节，可调节的夹角更容易达到不产生力矩波动的夹角条件，相比现有技术中不可调节的转动轴，通过调节上述夹角降低了汽车转向机构在转动力传递过程中发生力矩波动的概率。
[0019]同时，本实施例中的转向轴由于可以弯折，相比现有技术中不可弯折的直轴，也给汽车转向机构提供了更多的布置形式。
[0020]由于上述转向轴具有上述技术效果，包含该转向轴的汽车转向机构也应具有相应的技术效果。
[0021 ] 由于上述汽车转向机构具有上述技术效果，包含该汽车转向机构的汽车也应具有相应的技术效果。

【专利附图】

【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本实用新型实施例提供的转向轴的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型实施例提供的转向轴的分解图；
[0025]图3为本实用新型实施例所述的转动外管和转动连接部的结构示意图；
[0026]图4为本实用新型实施例提供的汽车转向机构的结构示意图。
[0027]附图标记说明:
[0028]1、第一轴；2、第二轴；3、万向节；4、转动外管；5、转动内轴；6、转动连接部；7、转动调节部；8、伸缩外管；9、伸缩内轴；10、伸缩连接部；11、伸缩调节部；12、定位柱；13、锁紧套；14、垫片；15、转向管柱；16、转向器'K、B、C、D、转向管柱与转向轴以及转向器的转向轴三者的各端点。

【具体实施方式】
[0029]为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
[0030]如图1-2所示，本实施例提供的一种转向轴，包括通过万向节3连接的第一轴I和第二轴2，其中，第一轴I和第二轴2中的一个用于与汽车的转向管柱连接，另一个用于与汽车的转向器连接。
[0031]具体的，万向节3选用现有技术中的相关万向节3即可，本实施例不作限定，第一轴I和第二轴2优选为直轴，但也可以是其它类型的轴。通过本实施例提供的转向轴连接汽车的转向管柱和转向器，一方面，转向轴可以为弯折形，从而不必必须占据转向管柱和转向器之间的直线空间，给驾驶室提供了更多的布置方案；另一方面，第一轴I和第二轴2之间的夹角可调节，第一轴I与第二轴2的夹角不同，第一轴I和第二轴2与转向管柱和转向器的夹角就不同，如此，可调节角度的第一轴I和第二轴2就为转向管柱、转向轴和转向器的布置提供了众多的选择方案，而前述三者在转动力传递过程中为了使力矩波动较小需要满足一定的夹角关系，较多的选择方案使得选出力矩波动较小的布置方案更为可能。
[0032]另外，万向节3具有一定的减震作用，通过万向节3连接的第一轴I和第二轴2也可缓冲地面对方向盘的冲击，减缓方向盘的抖动幅度。
[0033]本实施例中，进一步的，第一轴I和第二轴2中至少一者为转动轴，转动轴包括套接的转动外管4和转动内轴5，转动外管4上设置有转动连接部6，转动内轴5上设置有至少两个具有不同径向位置的转动调节部7，转动连接部6与转动调节部7相连接，转动连接部6和转动调节部7相配合，以使得转动外管4能够固定于转轴内轴5径向上的不同位置，如此设置的优点在于，当转向器和转向管柱通过万向节与转向轴连接时，该万向节与转向轴本身的万向节3两端部件的轴线夹角优选相等，如此两个万向节之间的第一轴I或第二轴2运行时的输入角速度和输出角速度就相等，此时传动效率较高，产生的交变载荷也最小。通过调节转动外管4和转动内轴5的径向相对位置以改变上述两个万向节的相关角度，以提升转动轴的传递效率。
[0034]本实施例中，转动连接部6和转动调节部7的具体结构可参见现有技术中的相关结构，作为优选的，转动连接部6为设置于转动外管4内壁上的凸起部，转动调节部7为设置于转动内轴5上的多个凹槽。凸起部嵌于不同的凹槽中则转动外管4固定于转动内轴5上的不同径向位置，其中，凸起部可以是长方体、锥体或者其它结构。更优选的，如图3所示，凸起部有多个，多个凸起部在转动外管4的内壁上沿径向均匀布置，均匀布置的多个凸起部在受力时均匀受力，有助于延长使用寿命。
[0035]本实施例中，进一步的，第一轴I和第二轴2中至少一者为伸缩轴，伸缩轴包括套接的伸缩外管8和伸缩内轴9，伸缩外管8上设置有伸缩连接部10，伸缩内轴9上设置有设置有至少两个具有不同轴向位置的伸缩调节部11，伸缩连接部10与伸缩调节部11相连接，以使得伸缩外管8在伸缩内轴9上至少具有两个不同的轴向固定位置的伸缩调节部11。伸缩轴即轴本身的长度可调节，伸缩外管8可固定于伸缩内轴9上的不同轴向部位。一方面，通过调节伸缩轴的长度可以调节伸缩轴与另一轴(转向器、转向管柱、第一轴I或第二轴2)的夹角，如前所述，调节角度可获得最小的波动力矩；另一方面，不同的车型转向轴的长度不一，通过长度可调节的伸缩轴可以使得转向轴具有通用性。
[0036]本实施例中，伸缩调节的具体结构可参见现有技术中的相关结构，如螺纹连接，滑轨连接，作为优选的，伸缩连接部10为伸缩外管8上的多个通孔，伸缩调节部11为伸缩内轴9上的一个通孔，通过一个定位柱12同时贯穿伸缩外管8上和伸缩内轴9上的通孔，定位柱12固定于伸缩外管8上的不同通孔中则伸缩轴的长度不同。更优选的，定位柱12的两端设置有锁止件，锁止件紧贴伸缩外管8的外壁，具体的，定位柱12两端可设置螺纹，锁止件可为螺母。定位柱12两端设置锁止件有利于定位柱12的稳定连接。
[0037]需要说明的是，上述转动连接部6与转动调节部7、伸缩连接部10与伸缩调节部11仅为名称上的区分，并非对结构的限定，如转动连接部6也可以是凹槽，转动调节部7为凸起；伸缩连接部10为一个通孔，伸缩调节部11为多个通孔。
[0038]很显然的，上述第一轴I可以是伸缩轴，也可以转动轴，第二轴2可以是转动轴，也可以是伸缩轴，第一轴I和第二轴2可以同时是伸缩轴，也可以同时是转动轴。作为优选的，第一轴I和/或第二轴2可以同时既是伸缩轴又是转动轴，即第一轴I和/或第二轴2包括外管和内轴，外管上既开设有通孔又设置有凸起，内轴上既开设有通孔又设置有凹槽。这样，一个轴就同时具有了上述的多种调节功能。
[0039]本实施例中，作为最优选的，第一轴I为带限位装置(如定位柱12)的伸缩轴，第一轴I可在某一长度上锁紧，第二轴2为不带限位装置的伸缩轴，即第二轴2可自由伸缩，如4所示，在进行转向轴连接时，转向管柱15与转向器16的位置均已经固定，不可变动，转向管柱15与转向轴之间的连接是通过万向节连接的，转向器16的输入轴与转向轴之间通过花键直接连接。由于第二轴2与转向器16的输入轴通过花键直接连接，则第二轴2与输入轴在一条直线上，当CD长度发生变化时，C点也会做相应的变动，则BC长度和方向均会发生变化，随之角ABC和角B⑶的角度就会发生变化，若BC和⑶的长度均自动可调的话，则C点位置会在使用过程中产生变化，如此则无法保证角ABC和角BCD保持相等或近似相等，故需要对调节后的CD的长度进行约束，此长度约束了，BC的方向和长度以及ABC和BCD的角度均得到约束，从而达到优化力矩波动的目的，由于第二轴2不带限位装置，即CD段长度可自由调节，而第一轴I带限位装置，则BC段的长度可固定，由此可以完成上述调整。
[0040]同时，由于第二轴2不带限位装置可自由伸缩，由此具有一定的减震效果。
[0041]本实施例中，更进一步的，还包括锁紧套13，锁紧套13将第一轴I和/或第二轴2的内部与外部相隔离，锁紧套13用于封闭第一轴I和/或第二轴2上远离万向节3的一端。锁紧套13的作用在于封闭第一轴1、第二轴2，防止灰尘飘入，延长转向轴的使用寿命，作为优选地，锁紧套13可与第一轴I和/或第二轴2螺接，以便于拆装，螺接部分可设置垫片14，增强密封效果。
[0042]本实施例还提供一种汽车转向机构，包括通过转向轴连接的转向管柱和转向器，转向轴为上述的转向轴。
[0043]由于上述转向轴具有上述技术效果，包含该转向轴的汽车转向机构也应具有相应的技术效果。
[0044]本实施例还提供一种汽车，包括转向机构，转向机构为上述的汽车转向机构。
[0045]由于上述汽车转向机构具有上述技术效果，包含该汽车转向机构的汽车也应具有相应的技术效果。
[0046]以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
【权利要求】
1.一种转向轴，其特征在于，包括通过万向节连接的第一轴和第二轴； 其中，所述第一轴和所述第二轴两者中的一者，以其远离所述万向节的一端与汽车的转向管柱连接，另一者以其远离所述万向节的一端与汽车的转向器连接。
2.根据权利要求1所述的转向轴，其特征在于，所述第一轴和所述第二轴中至少一者为转动轴，所述转动轴包括套接的转动外管和转动内轴；所述转动外管上设置有转动连接部，所述转动内轴上设置有至少两个转动调节部，各所述转动调节部在所述转动内轴上具有不同的径向位置，所述转动连接部与任一所述转动调节部可拆装地连接。
3.根据权利要求2所述的转向轴，其特征在于，所述转动连接部为设置于所述转动外管内壁上的凸起部，所述转动调节部为设置于所述转动内轴上的凹槽，所述凸起部插接于所述凹槽。
4.根据权利要求3所述的转向轴，其特征在于，所述凸起部有多个，各所述凸起部沿所述转动外管的径向均匀布置。
5.根据权利要求1所述的转向轴，其特征在于，所述第一轴和所述第二轴中至少一者为伸缩轴，所述伸缩轴包括套接的伸缩外管和伸缩内轴，所述伸缩外管上设置有伸缩连接部，所述伸缩内轴上设置有至少两个伸缩调节部，各所述伸缩调节部在所述伸缩内轴上具有不同的轴向位置，所述伸缩连接部与任一所述伸缩调节部相连接。
6.根据权利要求5所述的转向轴，其特征在于，还包括定位柱，所述伸缩连接部和所述伸缩调节部均为通孔，所述定位柱贯穿所述伸缩连接部和所述伸缩调节部，以连接所述伸缩外管和所述伸缩内轴。
7.根据权利要求6所述的转向轴，其特征在于，所述定位柱的两端设置有锁止件，所述锁止件紧贴所述伸缩外管的外壁。
8.根据权利要求2-7任一项所述的转向轴，其特征在于，还包括锁紧套，所述锁紧套设置于所述第一轴和/或所述第二轴上远离所述万向节的一端，所述锁紧套将所述第一轴和/或所述第二轴的内部与外部相隔离。
9.一种汽车转向机构，包括通过转向轴连接的转向管柱和转向器，其特征在于，所述转向轴为权利要求1-8任一项所述的转向轴。
10.一种汽车，包括转向机构，其特征在于，所述转向机构为权利要求9所述的汽车转向机构。
【文档编号】B62D1/18GK204077771SQ201420556440
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】高龙, 张奇奇, 徐春梅, 葛士显 申请人:安徽江淮汽车股份有限公司