CN103303357B - 转向传动轴及具有该转向传动轴的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向传动轴，还公开了一种具有该转向传动轴的车辆。所述转向传动轴包括：轴本体；第一轴套，所述第一轴套套设在所述轴本体的外部，且所述第一轴套的前端与所述轴本体的前端具有预定距离；和第二轴套，所述第二轴套套设在所述轴本体与所述第一轴套之间，所述第二轴套与所述轴本体刚性连接，所述第二轴套的前端设有止抵所述第一轴套的前端的第一吸能部，且所述第二轴套通过第二吸能部与所述第一轴套之间过盈配合。根据本发明实施例的转向传动轴具有结构简单、碰撞时吸能效果好等优点。

Description

转向传动轴及具有该转向传动轴的车辆

技术领域

本发明涉及车辆领域，具体而言，涉及一种转向传动轴及具有该转向传动轴的车辆。

背景技术

现有的转向传动轴采用的吸能结构主要有两种：一种为注塑销式，采用注塑销式吸能结构，在车辆发生碰撞时，只能吸收碰撞峰值力，不能持续吸能；另一种为伸缩滑动式，采用伸缩滑动式吸能结构，在车辆碰撞时，虽然能持续吸收碰撞能量，但对吸收碰撞峰值力的吸收效果差。因此现有的转向传动轴的吸能结构的吸能效果差，车辆发生碰撞时不能更很好的降低碰撞对人的伤害。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有改进吸能效果的转向传动轴，所述转向传动轴既可以吸收碰撞的峰值力，又可以持续吸收碰撞后能量。

本发明的另一个目的在于提出一种具有所述转向传动轴的车辆。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出一种转向传动轴。所述转向传动轴包括：轴本体；第一轴套，所述第一轴套套设在所述轴本体的外部，且所述第一轴套的前端与所述轴本体的前端具有预定距离；和第二轴套，所述第二轴套套设在所述轴本体与所述第一轴套之间，所述第二轴套与所述轴本体刚性连接，所述第二轴套的前端设有止抵所述第一轴套的前端的第一吸能部，且所述第二轴套通过第二吸能部与所述第一轴套之间过盈配合。

根据本发明实施例的转向传动轴，既可以在碰撞的瞬间通过所述第一轴套对所述第一吸能部的剪切吸收掉碰撞的峰值力，也可以在碰撞后通过所述第一轴套与所述第二轴套过盈配合，使得所述第二吸能部与所述第一轴套之间产生的摩擦力抵消碰撞的能量，从而持续吸收碰撞的能量。也就是说，通过设置所述第一吸能部和所述第二吸能部对碰撞的能量进行溃缩吸能，从而有效地避免了转向管柱向后冲击驾驶员的现象，使得所述车辆的安全性能更高。

另外，根据本发明上述实施例的转向传动轴还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一吸能部从所述第二轴套的前端沿所述第二轴套的径向向外延伸。这样可以增大所述第一吸能部与所述第一轴套的前端的接触面积，使所述第一轴套的前端可以顺利地将所述第一吸能部剪切掉以吸收碰撞的峰值力。

根据本发明的一个实施例，所述第一吸能部内设有至少一个沿其轴向延伸的孔。由此可以降低所述第一吸能部的强度，从而使所述第一轴套的前端更容易地将所述第一吸能部剪切掉以吸收碰撞的峰值力。

根据本发明的一个实施例，所述孔的截面形状为三角形、长方形或梯形且沿所述第一吸能部的周向布置。

根据本发明的一个实施例，所述第二吸能部包括设在所述第二轴套外周壁上的至少一个凸出部以使所述第一轴套与所述第二轴套过盈连接。

根据本发明的一个实施例，所述转向传动轴进一步包括：第三轴套，所述第三轴套套设在所述第一轴套外部且与所述第一轴套过盈连接。通过设置所述第三轴套可以进一步加强所述第一轴套，从而进一步减少转向管柱对驾驶员的冲击，保护驾驶员的安全。

根据本发明的一个实施例，所述第三轴套的前端具有沿所述第三轴套的径向向外延伸的凸缘，所述第三轴套的前端面与所述第一轴套的前端面平齐。由此所述第一轴套和所述第二轴套的前端可以一起将所述第一吸能部剪切掉。

根据本发明的一个实施例，所述第三轴套构造成内部具有横截面为长圆形截面的空腔。由此有利于所述第三轴套与所述第一轴套过盈配合箍紧所述第一轴套，从而避免所述第一轴套在受到碰撞时变形、凸起。

根据本发明的一个实施例，所述第一轴套的横截面构造成为中空的长圆形截面、椭圆形截面或圆形截面。

根据本发明第二方面的实施例，提出一种车辆。所述车辆包括：转向器；转向管柱；和转向传动轴，所述转向传动轴为根据本发明第一方面所述的转向传动轴，其中所述转向传动轴的前端连接至所述转向器，所述转向传动轴的后端连接至所述转向管柱。

根据本发明实施例的车辆通过设置根据上述实施例的转向传动轴从而具有安全性能高等优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的车辆的转向传动轴处的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的车辆的转向传动轴处的剖视图；

图3是根据本发明实施例的轴本体的正视图；

图4是根据本发明实施例的第一轴套的正视图；

图5是根据本发明实施例的第二轴套的正视图；

图6是根据本发明实施例的第二轴套的局部剖视图；

图7是根据本发明实施例的第二轴套的左视图；

图8是根据本发明实施例的第三轴套的剖视图；

图9是根据本发明实施例的第三轴套的左视图；

图10是根据本发明实施例的转向传动轴受碰撞时的吸能力与位移的关系的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照图1-图10描述根据本发明实施例的车辆1。如图1-图10所示，根据本发明实施例的车辆1包括转向器（图未示出）、转向管柱（图未示出）和转向传动轴10。其中转向传动轴10的前端连接至所述转向器，转向传动轴10的后端连接至转向管柱。通常转向传动轴10的前后两端分别通过万向节叉20与转向器和转向管柱相连。转向管柱与车辆1的方向盘相连，通常固定在车辆1的驾驶室内，转向器通常与车架相连。转向传动轴10可以将用户对方向盘的操纵传递给转向器以使车辆1按照驾驶员的意图进行转向。

首先参照图1-图10描述根据本发明实施例的转向传动轴10。如图1-图10所示，根据本发明实施例的转向传动轴10包括轴本体100、第一轴套200和第二轴套300。

第一轴套200套设在轴本体100的外部，且第一轴套200的前端与轴本体100的前端具有预定距离。也就是说，第一轴套200套设在轴本体100的后端。第二轴套300套设在轴本体100与第一轴套200之间，第二轴套300与轴本体100刚性连接，第二轴套300的前端设有止抵第一轴套200的前端的第一吸能部310，且第二轴套300通过第二吸能部320与第一轴套200之间过盈配合。

当车辆1的前部发生碰撞时，车辆1的前部被挤压变形。车辆1的前部被挤压变形时，车辆1的发动机、车架等会向后位移。由于转向管柱固定在驾驶室内，转向器与车架相连，因此车辆1的发动机、车架等向后位移时，转向器会带动轴本体100向后位移。由于轴本体100和第二轴套300刚性连接，所以轴本体100和第二轴套300一起向后位移，在受到碰撞的瞬间第一轴套200将止抵在其前端的第一吸能部310剪切掉，从而吸收碰撞的峰值力。这里需要说明的是，碰撞的峰值力是指，碰撞瞬间产生的较强的冲击力。

同时由于第一轴套200和第二轴套300通过第二吸能部320过盈连接，轴本体100和第二轴套300一起在第一轴套200内向后位移时，碰撞的能量被第二吸能部吸收。也就是说，轴本体100和第二轴套300一起向后位移时需要克服第二吸能部320与第一轴套200之间的摩擦力。这样就减少了转向管柱向后冲击驾驶员的能量，从而更好地降低了碰撞对驾驶员的伤害。

根据本发明实施例的转向传动轴10既可以在碰撞的瞬间通过第一轴套200对第一吸能部310的剪切吸收掉碰撞的峰值力，也可以在碰撞后通过第一轴套200与第二轴套300过盈配合，使得第二吸能部320与第一轴套200之间产生的摩擦力抵消碰撞的能量，从而持续吸收碰撞的能量。也就是说，通过设置第一吸能部310和第二吸能部320对碰撞的能量进行溃缩吸能，从而有效地避免了转向管柱向后冲击驾驶员的现象，使得车辆1的安全性能更高。

根据本发明实施例的车辆1通过设置根据上述实施例的转向传动轴10从而具有安全性能高等优点。

此外，轴本体100的前端可以通过万向节叉与转向器（图未示出）相连，由于第一轴套200的前端与轴本体100的前端具有预定距离。因此在轴本体100受到碰撞向后位移时，最大位移量不超过所述预定距离。也就是说，可以通过调整所述预定距离来调节轴本体100受到碰撞后的最大位移量。

同时第一吸能部310的厚度的大小与能吸收的碰撞峰值力的大小相关。第一吸能部310的厚度越大，能吸收的碰撞峰值力的越大。其中，第一吸能部310的厚度方向与第一轴套200的轴向相同。第一轴套200与第二轴套300的过盈量的大小与第二吸能部320吸收碰撞能量的大小相关。第一轴套200与第二轴套300的过盈量越大，能吸收的碰撞能量越大。

如图10所示，经过发明人大量的碰撞试验及研究表明：在受到碰撞的瞬间，随着碰撞的冲击力逐渐增大，传动轴本体100发生位移。当碰撞的冲击力使第一吸能部310被第一轴套200的前端剪切掉，碰撞的峰值力被第一吸能部310吸收，冲击力迅速减小。第二吸能部320与第一轴套200的配合逐渐将冲击力吸收掉，同时传动轴本体100继续位移直到轴本体100前端的与转向器相连的万向节叉与第一轴套200前端接触，位移停止。

可选地，第一轴套200的横截面可以构造成为中空的长圆形截面、椭圆形截面或圆形截面。优选地，第一轴套200的横截面可以构造为中空的椭圆形截面。由此更有利于第二轴套300与第一轴套200的过盈配合。

如图1、图2和图5-图7所示，在本发明的一个实施例中，第一吸能部310可以从第二轴套300的前端沿第二轴套300的径向向外延伸。这样可以增大第一吸能部310与第一轴套200的前端的接触面积，使第一轴套200在第二轴套300受碰撞向后位移时，第一轴套200的前端可以顺利地将第一吸能部310剪切掉以吸收碰撞的峰值力。

有利地，如图6-图7所示，第一吸能部310内可以设有至少一个沿其轴向延伸的孔311。通过设置至少一个孔311可以降低第一吸能部310的强度，从而使第一轴套200的前端更容易地将第一吸能部310剪切掉以吸收碰撞的峰值力。

可选地，如图7所示，孔311的截面形状可以为三角形、长方形或梯形，且孔311可以沿第一吸能部310的周向布置。

进一步可选地，第一轴套200可以为塑料轴套。

在本发明的一个实施例中，第二吸能部320可以包括设在第二轴套300外周壁上的至少一个凸出部321以使第一轴套200与第二轴套300过盈连接。在本发明的一个具体示例中，如图2-图5所示，凸出部321为两个，两个可以分别位于第二轴套300的前端和后端。由此可以使第一轴套200与第二轴套300之间受力更均匀。凸出部321可以沿第二轴套300的径向向外延伸，且一部分可以嵌入第一轴套200的内周壁上。

如图1-图2所示，在本发明的一些实施例中，转向传动轴10还可以包括第三轴套400，第三轴套400可以套设在第一轴套200外部，且第三轴套400与第一轴套200过盈连接。由此可以避免第一轴套200在碰撞冲击的瞬间变形、凸起。也就是说，通过设置第三轴套400可以进一步加强第一轴套200，从而进一步减少转向管柱（图未示出）对驾驶员的冲击，保护驾驶员的安全。

有利地，如图2所示，第三轴套400的前端可以具有沿第三轴套400的径向向外延伸的凸缘410，第三轴套400的前端面可以与第一轴套200的前端面平齐。换言之，第一吸能部310一部分可以止抵在第一轴套200的前端面上，且第一吸能部310的其余部分可以止抵在凸缘410上。这样相当于增加了第一吸能部310与第一轴套200和第三轴套400的接触面积。由于第一轴套200和第三轴套400过盈连接，因此受到冲击时，第一轴套200和第三轴套400的前端可以一起将第一吸能部310剪切掉。

有利地，在本发明的一个具体示例中，如图8和图9所示，第三轴套400可以构造成内部具有横截面为长圆形截面的空腔401。由此有利于第三轴套400与第一轴套200过盈配合箍紧第一轴套200，从而避免第一轴套200在受到碰撞时变形、凸起。

根据本发明实施例的转向传动轴10具有结构简单、吸能效果好、碰撞时能够保护驾驶员安全等优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种转向传动轴，其特征在于，包括：

轴本体；

第一轴套，所述第一轴套套设在所述轴本体的外部，且所述第一轴套的前端与所述轴本体的前端具有预定距离；和

第二轴套，所述第二轴套套设在所述轴本体与所述第一轴套之间，所述第二轴套与所述轴本体刚性连接，所述第二轴套的前端设有止抵所述第一轴套的前端的第一吸能部，且所述第二轴套通过第二吸能部与所述第一轴套之间过盈配合。

2.根据权利要求1所述的转向传动轴，其特征在于，所述第一吸能部从所述第二轴套的前端沿所述第二轴套的径向向外延伸。

3.根据权利要求2所述的转向传动轴，所述第一吸能部内设有至少一个沿其轴向延伸的孔。

4.根据权利要求3所述的转向传动轴，所述孔的截面形状为三角形、长方形或梯形且沿所述第一吸能部的周向布置。

5.根据权利要求1所述的转向传动轴，其特征在于，所述第二吸能部包括设在所述第二轴套外周壁上的至少一个凸出部以使所述第一轴套与所述第二轴套过盈连接。

6.根据权利要求1所述的转向传动轴，其特征在于，进一步包括：

第三轴套，所述第三轴套套设在所述第一轴套外部且与所述第一轴套过盈连接。

7.根据权利要求6所述的转向传动轴，其特征在于，所述第三轴套的前端具有沿所述第三轴套的径向向外延伸的凸缘，所述第三轴套的前端面与所述第一轴套的前端面平齐。

8.根据权利要求6所述的转向传动轴，其特征在于，所述第三轴套构造成内部具有横截面为长圆形截面的空腔。

9.根据权利要求1所述的转向传动轴，其特征在于，所述第一轴套的横截面构造成为中空的长圆形截面、椭圆形截面或圆形截面。

10.一种车辆，其特征在于，包括：

转向器；

转向管柱；和

转向传动轴，所述转向传动轴为根据权利要求1-9中任一项所述的转向传动轴，其中所述转向传动轴的前端连接至所述转向器，所述转向传动轴的后端连接至所述转向管柱。