CN101285507A - 万向节 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种万向节,包括:套筒、滑动罩以及轴,其中滑动罩插置在套筒内,轴插置在套筒内并且通过滑动罩与套筒可滑动地对接,该万向节进一步包括:一行或多行导引孔、一行或多行导引球以及一个或多个C形部,其中所述导引孔穿设在滑动罩的圆周壁上,每行导引孔沿滑动罩的纵长方向排列,所述导引球分别安装在所述导引孔内,所述C形部纵长地设置在滑动罩的圆周壁上。当万向节受到轴向压力时,导引球与套筒的圆周壁接触,产生滚动摩擦力使万向节顺滑地折叠。当滑动罩受到扭转断裂力矩时,导引球起支撑作用,从而提高滑动罩的抗扭转断裂强度,进而提高了安全因素。
Description
【技术领域】
本发明是有关于一种万向节,且特别是有关于一种汽车用的万向节。
【背景技术】
图1例示一种具有一万向节的转向装置。在汽车用的转向装置中,一转向轴130的较低一端与一变速器180连接,其中该转向轴130必须在圆周条件以一倾斜角度变量与该变速器180连接。为了达到该要求,使用了一万向节120。
在此,该万向节120通常包括一套筒100、一轴110以及一滑动罩200。
该万向节120一端与连接有转向盘170的转向轴130连接,另一端与变速器180连接,从而通过该变速器180将转向盘170产生的转动能量传输到汽车的车轮。
转向柱150包括一外套管145、一内套管140以及一安装支架160,其中该外套管145设置在转向盘170一侧,该内套管140的直径小于外套管145的内径,因此受到冲击时,该内套管140可以插入该外套管145内。由于外套管145及内套管140都是中空管,转向轴130可以顺滑地旋转。
图2A是一现有的万向节的立体分解示意图。参照图2A,该万向节与转向轴130连接,用以将转向盘170的旋转动作传输到变速器180。该万向节12包括一套筒100以及一轴110,其中该轴110伸入该套筒100内,一滑动罩200夹置在该套筒100与轴110之间。
该套筒100与滑动罩200的外圆周表面对接,其内圆周表面设置成适当的形状从而可以顺滑地导引围设在滑动罩200的外圆周表面上的C形部210和实心部220。该轴110与滑动罩200的内圆周表面对接,轴110外圆周表面的纵长末端的形状与200的内圆周表面上的C形部210和实心部220的形状互补,从而使该纵长末端可以介入该滑动罩200内部。
该套筒100以及轴110与夹置在二者之间的滑动罩200的对接结构,使其可以在轴向方向上伸长或收缩,从而可以吸收汽车车轮传来的冲击力,并且可以提高其装配能力。该对接结构用以吸收汽车行驶时由于路面不平坦对车轮造成的冲击所形成的反冲负载。此外,组装转向柱150与变速器180时,该对接结构通过轴向滑动更便于转向柱150与变速器180的组装。
图2B是该现有滑动罩200的立体示意图。如图2B所示,该滑动罩200由塑料制成,包括三个C形部210和三个实心部220。该滑动罩200是圆柱体,C形部210和实心部220交替等距地设置在滑动罩200的圆周表面上。
每个实心部220均是沿着滑动罩200的纵长方向延伸的实心圆柱体,其中每一实心部220的一半形成在滑动罩200的外圆周表面上,另一半形成在滑动罩200的内圆周表面上,且该两半彼此对称。每个C形部210均是沿着滑动罩200的纵长方向延伸的中空圆柱体,其中每一C形部210均包括二个半圆柱体分别对称地形成在滑动罩200的内、外圆周表面上,其中形成在外圆周表面上的一半沿其纵长方向开设有狭缝。
图2C是现有的万向节的剖视图。如图2C所示,夹置在套筒100以及轴110之间的滑动罩200是由塑料制成的圆柱体,包括三个C形部210和三个实心部220交替等距地设置在滑动罩200的圆周表面上。
当轴110受到扭矩和/或转矩使轴110滑入套筒100内时,该滑动罩200的形状使其实心部220与套筒100的内圆周表面紧密接触,以增加实心部220与套筒100间的滑动摩擦力。该结构可以保证滑动罩200具有足够的抗扭断裂强度。
现有的实心部220在滑动罩200上一体形成。当轴110受到转矩滑动时,实心部220的整个外圆周表面保持与套筒100的内圆周表面的接触状态。这样,增加了滑动罩200与套筒100间的滑动摩擦力并且降低了抗扭断裂强度的安全因素。
也就是说,当发生外部冲击时,例如发生汽车碰撞,该万向节借助于套筒100与轴110之间的滑动而折叠,从而吸收该冲击力,同时降低转向柱150的长度以保护驾驶员。然而,由于使用了上述现有的滑动罩200,当万向节受到冲击扭矩,由于该滑动罩200的实心部220与套筒100的内圆周表面间的巨大摩擦力导致万向节不能适当地折叠,不可能保护驾驶员的安全。
此外,由于具有了该现有的滑动罩200,在传递套筒100与轴110之间的旋转力的过程中的负荷主要施加在滑动罩200的实心部220上。这样,由于滑动罩200的材料特性与实心部的材料特性相同,在短时间内受到强大的摩擦力时,实心部可能会折断,当该现象发生时,不能执行转向,从而导致严重的安全问题。当上述扭转破裂强度的安全因素降低时会发生该问题。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种万向节,其可以提高滑动罩的抗扭转断裂强度,进而提高了安全因素。
为达成本发明的前述目的,本发明提供一种万向节,包括:套筒、滑动罩以及轴,其中滑动罩插置在套筒内,轴插置在套筒内并且通过滑动罩与套筒可滑动地对接,其特征在于:该万向节进一步包括:一行或多行导引孔、一行或多行导引球以及一个或多个C形部,其中所述导引孔穿设在滑动罩的圆周壁上,每行导引孔沿滑动罩的纵长方向排列,所述导引球分别安装在所述导引孔内,所述C形部纵长地设置在滑动罩的圆周壁上。
相较于现有技术,当万向节受到因扭矩产生的轴向压力时,安装在导引孔内的导引球与套筒的圆周壁接触,既降低了滑动摩擦力,又产生了滚动摩擦力,从而使万向节顺滑地折叠。此外,当滑动罩受到扭转断裂力矩时,导引球可以起支撑作用,从而提高滑动罩的抗扭转断裂强度,进而提高了安全因素。
为让本发明的上述内容能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下:
【附图说明】
图1例示一种具有一万向节的转向装置。
图2A是一现有的万向节的立体分解示意图。
图2B是该现有的万向节的滑动罩的立体示意图。
图2C是该现有的万向节的剖视图。
图3A是依照本发明一实施例的一种万向节的立体分解图。
图3B是本发明该实施例的万向节的滑动罩的立体图。
图3C是本发明该实施例的万向节的剖视图。
【具体实施方式】
下列实施例的说明是参考附加的图式,下列描述以及图示中,相同的标号用来指定相同或者类似的元件,因此在此省略该相同或者类似的元件的重复描述,并且在此省略其已知功用以及结构的详细描述,以使本发明的主题更明确。
图3A是依照本发明一实施例的一种万向节的立体分解图。参阅图3A,本发明万向节包括一滑动罩320,其中该滑动罩320的圆周壁上沿纵长方向穿透设置有一行或多行导引孔300,一个或多个导引球310分别组装在该等导引孔300内,该滑动罩320的圆周壁上沿纵长方向还设置有一个或多个C形部210。
该万向节120的一轴110与一转向轴130(如图1所示)连接,轴110的纵长末端上设置有由六个纵长凸起形成的齿条,其中三个凸起与滑动罩320的C形部210接合,另外三个凸起用以接触导引孔300内的导引球310。
套筒100的内圆周表面的形状与滑动罩320的外圆周表面的形状互补,从而使具有齿条的轴110以及安装在轴110上的滑动罩320能够插入到套筒100的内部。
该滑动罩320是中空的圆柱形,其长度决定于轴110的齿条长度并与之相应。导引孔300在滑动罩320上沿纵长方向穿透设置,且各行导引孔300沿滑动罩320的圆周方向上分布设置。一个或多个C形部210也形成在该滑动罩320上。
较佳地,各行导引孔300与各个C形部210在滑动罩320的圆周面上交替设置。
当受到转矩而使轴110插入到套筒100内时,安装在导引孔300内的导引球310提供轴110的齿条的外圆周表面以及与齿条形状相应的套筒100内圆周表面之间的滚动摩擦力。因此,每一个导引孔的直径最好略大于导引球310的内径,从而使导引球310能在导引孔300内自由旋转。
图示所示的实施例中,每行有四个导引孔300,导引球310分别设置在导引孔300内,然而本发明并不限制导引孔300的数量。
也就是说,基于所需滚动摩擦力的大小,每行导引孔300的数量可以设置成三个或更少,或者五个或更多,设置在导引孔300内的导引球310的数量则由导引孔300的数量决定。
此外,图示所示的实施例中,虽然沿滑动罩320圆周方向上交替地排列有三行导引孔300以及三个C形部210,但是本发明不限于此。根据所需的滚动摩擦力的大小以及轴110的齿条上凸起的数量,可以设置两行或更少,或者四行或更多的导引孔300。
导引球310均是由耐磨性能较好的高碳钢制成的球形,当受到转矩而使轴110伸入套筒100内时,导引球310可以提供滚动摩擦力并且保持较高的抗扭强度。但是本发明并不限于此,导引球310可以由其他材料制成,只要其能够提供合适的滚动摩擦力以及足够的抗扭强度即可。
每个C形部210都是中空的圆柱体,形成在滑动罩320外圆周表面上的C形部21纵长设置一具有预定面积的狭缝。
图3B是本发明该实施例的万向节的滑动罩的立体图,图3C是本发明该实施例的万向节的剖视图。
如图3B及图3C所示,滑动罩320夹置在套筒100与轴110之间。滑动罩320由塑料制成,当轴110被推入套筒100内或者从套筒100拔出时,滑动罩320可以在轴110与套筒100之间提供适当的摩擦力。此外,滑动罩320用以将转向盘170(如图1所示)向套筒100施加的旋转力传递到轴110,还可以吸收汽车行驶时通过车轮反向输入的回载,从而改善转向感觉。
空载时,导引孔300内的导引球310与套筒100的内圆周表面稍微隔开,从而不产生滚动摩擦力。然而,当受到转矩而使轴110伸入套筒100内或者从套筒100伸出时,导引球310接触套筒100的内圆周表面,从而产生滚动摩擦力。
如果使用现有的滑动罩200,实心部220一体设置在该滑动罩200,且实心部220的整个外圆周表面均与套筒100的内圆周表面接触。因此,套筒100与滑动罩200之间会产生很大的滑动摩擦力,实心部220容易受损。因此,现有的滑动罩200不能提供合适的摩擦力。然而,如果使用本发明的滑动罩320,其摒弃现有的实心部220,在现有的实心部220的位置处设置一行或者多行导引孔300,并且分别在导引孔300内安装导引球310。这样,可以防止产生过多的滑动摩擦力。本发明将滑动罩320和套筒100之间的内圆周表面间的接触面改换成了接触点,使轴110与套筒100间的转矩传递更容易。
此外,当受到了扭转断裂力矩时,导引球310可以起支撑作用,从而提高了抗扭转断裂强度,进而提高了安全因素。
由于设置在滑动罩320外圆周表面上的C形部210的部分具有一纵长狭缝,该狭缝区域用来防止套筒100的内圆周表面和与套筒100的内圆周表面接触的滑动罩320的外圆周表面间出现间隙。
也就是说,在滑动罩320被推入套筒100内的过程中,C形部210的狭缝区域受压,而当滑动罩320被推入套筒100内后,狭缝区域恢复到其原始位置。因此,狭缝区域与套筒100的内圆周表面紧密接触,可以在套筒100的内圆周表面和C形部210的外圆周表面间产生适当的摩擦力,从而防止滑动罩320与套筒100之间出现间隙。
如上所述,依照本发明,当万向节受到因扭矩产生的轴向压力时,安装在导引孔内的导引球与套筒的圆周壁接触,既降低了滑动摩擦力,又产生了滚动摩擦力,从而使万向节顺滑地折叠。此外,当滑动罩320受到扭转断裂力矩时,导引球可以起支撑作用,从而提高滑动罩320的抗扭转断裂强度,进而提高了安全因素。
Claims (2)
1.一种万向节,包括:套筒、滑动罩以及轴,其中滑动罩插置在套筒内,轴插置在套筒内并且通过滑动罩与套筒可滑动地对接,其特征在于:该万向节进一步包括:一行或多行导引孔、一行或多行导引球以及一个或多个C形部,其中所述导引孔穿设在滑动罩的圆周壁上,每行导引孔沿滑动罩的纵长方向排列,所述导引球分别安装在所述导引孔内,所述C形部纵长地设置在滑动罩的圆周壁上。
2.如权利要求1所述的万向节,其特征在于:各行导引孔与各C形部交替地设置在滑动罩的外圆周壁上。
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