CN102056788A - 用于全地形车的动力转向装置 - Google Patents

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Abstract

一种全地形车(10)，包括：限定第一纵向轴线(51)并具有沿纵向分隔开的端部(52，56)的框架(50)；以及由所述框架支承的动力转向单元(132)。所述动力转向单元具有输出轴(144)，所述输出轴(144)在其自由端部处保持在孔(92)中并在轴承(192)内转动。

Description

用于全地形车的动力转向装置
技术领域
本公开涉及具有动力转向组件的全地形车(ATV)。具体地，本公开涉及具有操作地连接于车辆转向轴的动力转向组件的全地形车。
背景技术
通常，全地形车(“ATV”)和多用途车(“UV”)用来在各种地形上运载一名或两名乘客以及少量货物。由于在ATV中增加的娱乐兴趣，因此期望为ATVs提供动力转向装置或助力转向装置。已经存在某些形式的转向装置，例如参见美国专利6,966,399和7,077,233；以及美国专利申请公开No.2006/0212200。
美国专利6,966,399公开了：框架，所述框架限定第一纵向轴线并包括沿纵向分隔开的端部的框架，所述框架包括框架前端部部分；多个车轮，所述多个车轮可操作地耦联到所述框架；转向联动装置，所述转向联动装置在操作者输入转向部分与所述多个车轮中的至少一个之间操作地耦联；动力转向组件，所述动力转向组件操作地耦联到所述转向联动装置，所述动力转向组件包括电动马达和齿轮箱，所述齿轮箱包括输入轴和输出轴，所述输入轴操作地耦联到所述操作者输入转向部分，而所述输出轴操作地耦联到转向联动装置。
发明内容
通过参照本发明实施方式的以下描述并结合附图，本发明的上述和其它特征以及实现它们的方式将变得更加明显，并且本发明本身将得到更好的理解。
在一个实施方式中，全地形车包括：框架，所述框架限定第一纵向轴线并包括沿纵向分隔开的端部，所述框架包括框架前端部部分；多个车轮，所述多个车轮可操作地耦联到所述框架；转向联动装置，所述转向联动装置在操作者输入转向部分与所述多个车轮中的至少一个之间操作地耦联；以及动力转向组件，所述动力转向组件操作地耦联到所述转向联动装置。所述动力转向组件包括电动马达和齿轮箱，所述齿轮箱包括输入轴和输出轴，所述输入轴操作地耦联到操作者输入转向部分，而所述输出轴操作地耦联到所述转向联动装置。所述输出轴通过支承组件沿竖向以及沿横向均受到支承。
在本发明的另一实施方式中，全地形车包括：框架，所述框架限定第一纵向轴线并包括沿纵向分隔开的端部，所述框架包括框架前端部部分；多个车轮，所述多个车轮可操作地耦联到所述框架；转向联动装置，所述转向联动装置在操作者输入转向部分与所述多个车轮中的至少一个之间操作地耦联；动力转向组件，所述动力转向组件操作地耦联到所述转向联动装置，所述动力转向组件包括电动马达和齿轮箱，所述齿轮箱包括输入轴和输出轴，所述输入轴操作地耦联到所述操作者输入转向部分，而所述输出轴操作地耦联到所述转向联动装置并具有与其自由端部相邻的轴承。轴承支承法兰附连于所述框架并且支承所述输出轴轴承。
附图说明
现在将通过下面的附图对本发明进行描述，其中：
图1是根据本发明的说明性实施方式的ATV的立体图。
图2是图1所示的ATV的左视图。
图3是图1所示的ATV的右视图。
图4是图1所示的ATV的俯视图。
图5是图1所示的ATV的仰视图。
图6是图1所示的ATV的框架的侧视图。
图7是图1所示的ATV的框架的另一立体图。
图8是例如可以在图1所示的ATV中使用的发动机和传动装置的右视图。
图9是图8的发动机和传动装置的俯视图。
图10是在未放好动力转向组件的情况下的悬架组件的左手侧立体图。
图11是可结合到图10的框架中的动力转向组件的右手侧立体图。
图12是图11的动力转向组件的前视立体图。
图13是图11和图12的动力转向组件的局部分解前视立体图。
在各视图中，相应的附图标记指出相应的部分。尽管附图描述了本发明的实施方式，但是附图未必按比例绘制，并且某些特征可能被放大以便更好地图示并解释本发明。
具体实施方式
下文所公开的实施方式并不是旨在穷举或将本发明限制为下面的详细描述中公开的确切形式。而是，选择并描述实施方式从而使得本领域的其他技术人员可以利用它们的教示。例如，尽管下面的描述主要涉及全地形车，但是应当理解，本发明还可以应用于其它类型的交通工具，例如，雪地汽车、摩托车、船只、多用途车、小型摩托车、高尔夫球车以及机动脚踏两用车。
首先参照图1-4，示出了全地形车(ATV)10的一个说明性实施方式。ATV 10包括由前轮12和轮胎14支承的前端部11以及由后轮16和轮胎18支承的后端部13。ATV10还包括：跨坐式座椅20；后板22，所述后板22可包括工具储存箱或后架；前板24，所述前板24可包括工具储存箱或前架；以及手把组件26。前端部11与后端部13通过ATV 10的两个横向侧面上的搁脚空间28分开并且通过座椅20分开。前端部11还由前悬架30支承。手把组件26可操作地耦联到前轮12，以便允许乘坐者在通过座椅20和/或搁脚空间28支承时可以操纵ATV 10。前板24和后板22还可以包括例如美国专利No.7,055,454中公开的附件耦联系统，其公开以引用的方式特地纳入本文。
现在参照图5-7，ATV 10包括限定纵向轴线51(图5和图6)的框架50并且所述框架包括前部分52、中间部分54以及后部分56。如图6所示，框架50的前部分52和后部分52向上倾斜，用来为ATV 10的前端部11和后端部13提供额外的离地间隙。如图6和图7所示，前部分52包括下部框架管60，所述下部框架管60具有用于将前差速器安装于其上的托架62。前部分52还包括两对直立管对64和66以及连接管68，具有安装于横跨管68之间的横跨托架70。
图8和图9分别是ATV 10的发动机72和传动装置74的说明性侧视图和俯视图。发动机72位于与ATV 10的前端部11相邻。传动装置74以此处详细描述的方式通过图示方式直接耦联到发动机72。传动装置74通过前传动轴81为前差速器80提供动力，并且通过后传动轴83为后差速器78提供动力。前差速器80向前轴84供以动力，而后差速器78向后轴86供以动力。如图9最佳示出，差速器80包括具有内部孔92和安装孔94的安装法兰90，在这里将对所述安装法兰90进行更加详细地描述。
现在参照图10，示出了ATV 10的前端部11和前悬架30。前悬架30包括位于ATV 10各侧上的上部控制臂和下部控制臂，说明性地示为A形臂100和102。上部A形臂100的一端在上部内枢轴联接件104处耦联到托架70的托架部分106。下部A形臂102的一端在下部内枢轴联接件110处耦联到框架50的前部分52的托架62。上部A形臂100还包括耦联到减震器122的托架120。减震器122抑制框架50相对于车轮12的向上和向下的运动，从而为ATV 10的乘坐者提供舒适的乘坐。
前轴或半轴84从前差速器80延伸，用以驱动ATV 10的前轮。每个半轴84可操作地耦联到车轮12。在该说明性实施方式中，ATV 10是四轮驱动。这样，前轴84通过前差速器80转动用以向前轮12供以动力，而后轴86通过后差速器78转动用以向后轮16供以动力。
前悬架30和后悬架210可包括PredatorTM牌ATV和OutlawTM牌ATV的某些元件，所述PredatorTM牌ATV和OutlawTM牌ATV都可以从本公开的受让人北极星工业有限公司(Polaris Industries)得到。PredatorTM牌ATV悬架的细节公开于美国专利No.6,767,022、美国专利No.7,000,931以及美国专利No.7,004,484，上述专利的公开以引用的方式特地纳入本文。OutlawTM牌ATV悬架的细节公开于2006年9月27日提交的美国专利申请序列号No.11/528,889以及2006年10月5日提交的美国专利申请序列号No.11/543,430，上述两个专利申请要求2006年2月1日提交的美国序列号No.60/813,597的优先权，上述专利申请的公开以引用的方式特地纳入本文。
现在参照图11-13，将对动力转向组件26进行更加详细的描述。转向组件26包括附连于动力转向单元132的上部转向轴130。动力转向单元132通过托架组件134附连于连接管68。托架可以通过任意已知方式进行连接，但是期望托架134在接合处136焊接至管68(图12)。如图13最佳示出，动力转向组件132包括电动马达140和齿轮箱142，其中，转向轴130用花键联接于上部花键143，而齿轮箱142的下部花键144连接于下部转向联动装置组件146。下部转向联动装置146通过另一互连托架148附连于托架组件134。
更具体地，参照图12和13，托架组件134包括上部托架部分150和下部托架部分152。上部托架部分150通过紧固件154附连于齿轮箱142，所述紧固件154延伸通过齿轮箱142上的螺纹凸头156。每个上部托架部分150包括用于与下部托架部分152相邻安装的板部分160。同时，下部托架部分152包括板部分170，所述板部分170容纳穿过其的紧固件172，所述紧固件172与紧固件174耦联。应当理解，通过使紧固件172穿过板部分170和板部分160耦联到紧固件174，将齿轮箱142和马达140牢固地固定于框架管68——稍高于管68。这样使得动力转向组件基本上位于管和上部A形臂100上方，其中一部分延伸到A形臂100下方。
仍然参照图12和13，下部转向联动装置组件146还通过附连于前差速器80以及框架管68进行固定。首先参照图13，下部转向联动装置组件146包括附连于短轴182的上部花键联接件180。短轴182牢固地固定于可旋转联接件184，所述可旋转联接件184包括摇臂(pitmanarm)186和止动构件188并且在极限位置之间顺时针和逆时针转动。组件146还包括轴承罩190，所述轴承罩190形成能够支撑于前差速器80的法兰90上的轮廓。如在此处进一步描述，轴承罩190形成与法兰90的形状一致的轮廓(见图9和13)并且在动力转向单元的操作过程中轴承罩190相对于法兰90固定。短轴182的自由端部设有位于轴承衬套(未示出)内的轴承192，所述轴承192与短轴182一起转动并且形成能够支撑于位于前差速器80顶部的孔92(见图9)内的轮廓。
下部转向组件146还通过互连托架148附连于前差速器80以及托架组件134的下部托架170。如图12和13最佳示出，互连托架148包括具有紧固件202的L形托架构件200，所述紧固件202延伸穿过轴承罩190并且延伸到位于前差速器80顶部上的孔94(图9)中。同时，紧固件210延伸穿过下部臂214(其从下部托架170延伸)的孔212，其接下来与紧固件216相对应。当安装时，动力转向单元通过孔92中的轴承192在竖向方向和横向方向中得到保持；并且通过附连于托架组件134的托架组件148在横向方向中得到保持。
尽管可以使用多样的动力转向单元，但是如此处限定，所述单元由全球化工业技术有限公司(Globe Industries)提供并且优选地具有大于50牛顿-米、并更优选地大约为50牛顿-米的输出扭矩。
尽管本发明已经描述为具有示例性设计，但是本发明可以在本公开的精神和范围内进行进一步改型。因此，本申请旨在覆盖利用本发明总体原则的本发明的任意变体、应用或者修改。而且，本申请旨在覆盖脱离本公开但是落入本发明所属领域中的公知或惯例内的内容。

Claims (22)

1.一种全地形车(10)，所述全地形车(10)包括：框架(50)，所述框架(50)包括沿纵向分隔开的端部(52，56)、限定第一纵向轴线(51)，多个车轮(12，16)可操作地耦联到所述框架，所述框架包括框架前端部部分(52)；转向联动装置(146)，所述转向联动装置(146)在操作者输入转向部分(26)与所述多个车轮中的至少一个之间操作地耦联；以及动力转向组件(132)，所述动力转向组件(132)操作地耦联到所述转向联动装置，所述动力转向组件包括电动马达(140)和齿轮箱(142)，所述齿轮箱包括输入轴(143)和输出轴(144)，所述输入轴操作地耦联到所述操作者输入转向部分，而所述输出轴操作地耦联到所述转向联动装置，其特征在于，所述输出轴通过支承组件沿竖向以及沿横向均受到支承。
2.如权利要求1所述的全地形车，其特征在于，所述输出轴在其自由端部附近受到支承。
3.如权利要求1或2所述的全地形车，其特征在于，所述输出轴在其自由端部受到支承。
4.如权利要求1至3中任一项所述的全地形车，其特征在于，所述输出轴的自由端部包括轴承(192)，并且所述轴承通过所述支承组件保持，并且所述输出轴相对于所述轴承转动。
5.如权利要求4所述的全地形车，其特征在于，所述轴承保持固定在孔(92)内。
6.如权利要求5所述的全地形车，其特征在于，所述全地形车是四轮驱动车并且还包括前差速器(80)和后差速器(78)，并且其中，所述孔在前差速器壳体中一体成形。
7.如权利要求6所述的全地形车，其特征在于，所述孔位于所述前差速器壳体的顶部。
8.如权利要求6或7所述的全地形车，其特征在于，所述支承组件还包括轴承罩(190)，所述轴承罩(190)至少部分地围绕所述轴承并且固定到所述前差速器壳体的顶部。
9.如权利要求8所述的全地形车，其特征在于，摇臂(186)在所述轴承罩上方附连于所述输出轴。
10.如权利要求8或9所述的全地形车，其特征在于，所述前差速器的顶部设有法兰(90)，所述法兰(90)的轮廓形成为用以接收所述轴承和所述轴承罩。
11.如权利要求1所述的全地形车，其特征在于，所述支承组件还包括用于将所述动力转向组件附连至所述框架的第一托架组件(134)。
12.如权利要求11所述的全地形车，其特征在于，所述支承组件还包括第二托架组件(148)，所述第二托架组件(148)附连于所述轴承罩并附连于所述第一托架组件，从而横向支承所述输出轴。
13.一种全地形车(10)，所述全地形车包括：框架(50)，所述框架(50)包括沿纵向分隔开的端部(52，56)、限定第一纵向轴线(51)，所述框架包括框架前端部部分(51)；多个车轮(12，16)，所述多个车轮(12，16)可操作地耦联到所述框架；转向联动装置(146)，所述转向联动装置(146)在操作者输入转向部分(26)与所述多个车轮中的至少一个之间操作地耦联；动力转向组件(132)，所述动力转向组件(132)操作地耦联到所述转向联动装置，所述动力转向组件包括电动马达(140)和齿轮箱(142)，所述齿轮箱包括输入轴(143)和输出轴(144)，所述输入轴操作地耦联到所述操作者输入转向部分，而所述输出轴操作地耦联到所述转向联动装置，其特征在于，轴承(192)位于所述输出轴的自由端部附近，并且轴承支承法兰(90)附连于所述框架并支承所述输出轴轴承。
14.如权利要求13所述的全地形车，其特征在于，所述全地形车是四轮驱动车并且还包括前差速器(80)和后差速器(78)，并且其中，所述轴承支承法兰设置在前差速器壳体上。
15.如权利要求4所述的全地形车，其特征在于，所述输出轴在其自由端部受到支承。
16.如权利要求15所述的全地形车，其特征在于，所述轴承附连于所述输出轴的自由端部，并且所述轴承通过所述轴承支承法兰保持，并且所述输出轴相对于所述轴承转动。
17.如权利要求16所述的全地形车，其特征在于，所述轴承支承法兰包括孔(92)，并且所述轴承和所述输出轴在所述孔内保持固定。
18.如权利要求17所述的全地形车，其特征在于，所述孔位于所述前差速器壳体的顶部。
19.如权利要求18所述的全地形车，其特征在于，所述支承组件还包括轴承罩(192)，所述轴承罩(192)至少部分地围绕所述轴承并且固定到所述轴承支承法兰。
20.如权利要求13所述的全地形车，其特征在于，所述输出轴沿竖向以及沿横向均受到支承。
21.如权利要求13所述的全地形车，其特征在于，所述输出轴上的输出扭矩至少为50牛顿-米。
22.如权利要求21所述的全地形车，其特征在于，所述输出轴上的输出扭矩大约为60牛顿-米。
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