CN108909821A - 可断开式转向轴和汽车 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车零件领域，具体提供一种可断开式转向轴和汽车。本发明旨在现有的转向轴在底盘上操作空间较小时不容易被操作人员连接到转向器上的问题。为此，本发明的可断开式转向轴包括用于连接方向盘的上转向轴和用于连接转向器的下转向轴，所述上转向轴和所述下转向轴可拆卸地连接到一起。因此，本发明的转向轴不再受限于整个转向轴的长度，即便是在操作空间较小时操作人员也能够轻松地先将下转向轴安装到转向器上，再将下转向轴与上转向轴连接到一起。

Description

可断开式转向轴和汽车

技术领域

本发明属于汽车零件领域，具体提供一种可断开式转向轴和汽车。

背景技术

汽车的转向系统能够使汽车按照驾驶员的意志改变其行驶方向。汽车的转向系统主要包括供驾驶员操作的方向盘、具有溃缩吸能功能的转向管柱、转向轴、转向器和转向摇臂。其中，转向管柱固定到汽车的中控台上，方向盘通过转向管柱与转向轴相连接，转向轴与转向器的输入轴固定连接，转向器的输出轴与转向摇臂驱动连接。驾驶员转动方向盘时，方向盘通过转向轴将扭矩传递给转向器，转向器驱动转向摇臂控制汽车前轮左右摆动，实现汽车的转向动作。

现有技术中的转向轴通常都是作为一个整体结构被安装到汽车上。由于转向轴具有较长的结构，安装人员需要较大的操作空间才能够将转向轴连接到转向器上。当汽车底盘上的结构比较紧凑，操作空间较小时，安装人员很难将转向轴连接到转向器上。

相应地，本领域需要一种新的转向轴来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的转向轴在底盘上操作空间较小时不容易被操作人员连接到转向器上的问题，本发明提供了一种可断开式转向轴，其特征在于，所述转向轴包括用于连接方向盘的上转向轴和用于连接转向器的下转向轴，所述上转向轴和所述下转向轴可拆卸地连接到一起。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述上转向轴的一端设置有第一连接部，所述下转向轴的一端设置有与所述第一连接部匹配的第二连接部，所述上转向轴和所述下转向轴通过所述第一连接部和所述第二连接部可拆卸地连接到一起。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述第一连接部是非圆形柱状结构，所述第二连接部是非圆形孔状结构，所述非圆形柱状结构能够插入所述非圆形孔状结构中并因此将所述上转向轴和所述下转向轴连接到一起。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述第二连接部还包括收紧结构，所述收紧结构用于使所述非圆形孔状结构的侧壁夹紧所述非圆形柱状结构，并因此将所述上转向轴和所述下转向轴固定到一起。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述收紧结构是卡箍，所述卡箍与所述下转向轴固定连接或一体制成。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述非圆形孔状结构的侧壁上设置有沿所述下转向轴的轴向延伸的条形孔，所述条形孔能够允许所述非圆形孔状结构的侧壁向内收缩，所述卡箍收紧时能够驱动所述非圆形孔状结构的侧壁向内收缩并因此夹紧所述非圆形柱状结构。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述非圆形柱状结构是方形柱状结构，所述非圆形孔状结构是方形孔状结构。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述第一连接部是扁平结构，所述第二连接部是U形槽，所述扁平结构能够插入所述U形槽中；并且，所述U形槽的侧壁上和所述扁平结构上都设置有通孔或螺纹孔，紧固件穿过所述通孔或所述螺纹孔之后将所述上转向轴和所述下转向轴固定到一起。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述第一连接部和所述第二连接部都是半圆轴，并且两个所述半圆轴上都设置有通孔或螺纹孔，紧固件穿过两个所述通孔或所述螺纹孔之后将两个所述半圆轴紧固到一起。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述第一连接部和所述第二连接部都是法兰，两个法兰通过紧固件连接到一起。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述上转向轴包括用于连接所述下转向轴的第一上转向轴体和用于连接所述方向盘的第二上转向轴体，所述第一上转向轴体和所述第二上转向轴体沿轴向可滑动地连接到一起。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述第一上转向轴体上设置有外花键，所述第二上转向轴体上设置有与所述外花键匹配的内花键，所述外花键插入所述内花键将所述第一上转向轴体和所述第二上转向轴体连接到一起。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述上转向轴还包括第一万向节，所述第二上转向轴体通过所述第一万向节与所述方向盘连接。

在上述可断开式转向轴的优选技术方案中，所述下转向轴包括第一下转向轴体、第二下转向轴体和第二万向节，所述第二万向节设置在所述第一下转向轴体和第二下转向轴体之间，所述第二连接部设置在所述第一下转向轴体上。

此外，本发明还提供了一种汽车，所述汽车包括上述可断开式转向轴的优选技术方案中任一项所述的可断开式转向轴。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过将转向轴设置成可拆卸连接的上转向轴和下转向轴两部分，并且下转向轴的长度较短。使得操作人员可以将上转向轴和下转向轴分别进行安装。具体地，先将上转向轴与方向盘连接到一起(具体通过转向管柱与方向盘连接到一起)，将下转向轴与转向器连接到一起，然后在车身安装到底盘上之后，再将上转向轴和下转向轴连接到一起。因此，本发明的转向轴不再受限于整个转向轴的长度，即便是在操作空间较小时操作人员也能够轻松地先将下转向轴安装到转向器上，再将下转向轴与上转向轴连接到一起。

在本发明的一个实施方案中，上转向轴和下转向轴彼此相邻的一端上分别设置有法兰，两个法兰通过紧固件(例如螺栓或螺栓与螺母的组合)可拆卸地连接到一起，并因此实现上转向轴和下转向轴的固定连接。

方案1、一种可断开式转向轴，其特征在于，所述转向轴包括用于连接方向盘的上转向轴和用于连接转向器的下转向轴，所述上转向轴和所述下转向轴可拆卸地连接到一起。

方案2、根据方案1所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述上转向轴的一端设置有第一连接部，所述下转向轴的一端设置有与所述第一连接部匹配的第二连接部，所述上转向轴和所述下转向轴通过所述第一连接部和所述第二连接部可拆卸地连接到一起。

方案3、根据方案2所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述第一连接部是非圆形柱状结构，所述第二连接部是非圆形孔状结构，所述非圆形柱状结构能够插入所述非圆形孔状结构中并因此将所述上转向轴和所述下转向轴连接到一起。

方案4、根据方案3所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述第二连接部还包括收紧结构，所述收紧结构用于使所述非圆形孔状结构的侧壁夹紧所述非圆形柱状结构，并因此将所述上转向轴和所述下转向轴固定到一起。

方案5、根据方案4所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述收紧结构是卡箍，所述卡箍与所述下转向轴固定连接或一体制成。

方案6、根据方案5所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述非圆形孔状结构的侧壁上设置有沿所述下转向轴的轴向延伸的条形孔，所述条形孔能够允许所述非圆形孔状结构的侧壁向内收缩，

所述卡箍收紧时能够驱动所述非圆形孔状结构的侧壁向内收缩并因此夹紧所述非圆形柱状结构。

方案7、根据方案6所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述非圆形柱状结构是方形柱状结构，所述非圆形孔状结构是方形孔状结构。

方案8、根据方案2所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述第一连接部是扁平结构，所述第二连接部是U形槽，所述扁平结构能够插入所述U形槽中；

并且，所述U形槽的侧壁上和所述扁平结构上都设置有通孔或螺纹孔，紧固件穿过所述通孔或所述螺纹孔之后将所述上转向轴和所述下转向轴固定到一起。

方案9、根据方案2所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述第一连接部和所述第二连接部都是半圆轴，两个所述半圆轴上都设置有通孔或螺纹孔，紧固件穿过两个所述通孔或所述螺纹孔之后将两个所述半圆轴紧固到一起。

方案10、根据方案2所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述第一连接部和所述第二连接部都是法兰，两个法兰通过紧固件连接到一起。

方案11、根据方案1至10中任一项所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述上转向轴包括用于连接所述下转向轴的第一上转向轴体和用于连接所述方向盘的第二上转向轴体，所述第一上转向轴体和所述第二上转向轴体沿轴向可滑动地连接到一起。

方案12、根据方案11所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述第一上转向轴体上设置有外花键，所述第二上转向轴体上设置有与所述外花键匹配的内花键，所述外花键插入所述内花键将所述第一上转向轴体和所述第二上转向轴体连接到一起。

方案13、根据方案12所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述上转向轴还包括第一万向节，所述第二上转向轴体通过所述第一万向节与所述方向盘连接。

方案14、根据方案2至10中任一项所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述下转向轴包括第一下转向轴体、第二下转向轴体和第二万向节，所述第二万向节设置在所述第一下转向轴体和第二下转向轴体之间，所述第二连接部设置在所述第一下转向轴体上。

方案15、一种汽车，其特征在于，所述汽车包括方案1至14中任一项所述的可断开式转向轴。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明第一实施例中转向轴断开时的效果示意图；

图2是本发明第一实施例中转向轴连接时的效果示意图；

图3是本发明第二实施例中转向轴连接部分的爆炸示意图；

图4是本发明第二实施例中转向轴连接部分的剖视图；

图5是本发明第三实施例中转向轴连接部分的爆炸示意图；

图6是本发明第三实施例中转向轴连接部分的剖视图。

附图标记列表：

1、上转向轴；11、第一上转向轴体；111、方形柱状结构；112、扁平结构；113、第一半圆轴；12、第二上转向轴体；13、第一万向节；2、下转向轴；21、第一下转向轴体；211、卡箍；212、U形槽；213、第二半圆轴；22、第二下转向轴体；23、第二万向节；3、螺栓。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，本节实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。例如，本发明的转向轴不仅可以应用于汽车，还可以应用于船舶和飞机，本领域技术人员可以根据实际需要对其结构、形状、尺寸和应用场合作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明的转向轴主要包括上转向轴1和下转向轴2。上转向轴1和下转向轴2可拆卸地连接到一起。其中，上转向轴1用于连接汽车的方向盘，下转向轴2用于连接汽车的转向器。本领技术人员能够理解的是，上转向轴1在与方向盘连接时，通常是先与转向管柱连接到一起，然后使转向管柱与方向盘连接到一起。在安装时，安装人员先将下转向轴2与转向器连接到一起，然后在将上转向轴1和下转向轴2连接到一起。

具体地，上转向轴1靠近下转向轴2的一端设置有第一连接部，下转向轴2靠近上转向轴1的一端设置有第二连接部。其中，第一连接部和第二连接部能够匹配连接。上转向轴1和下转向轴2通过第一连接部和第二连接部连接到一起。

本领域技术人员能够理解的是，第一连接部和第二连接部可以是任意可行的连接结构，例如嵌合结构、法兰、螺纹管和螺母的组合、卡扣结构等。

为了更好的解释本发明的转向轴，本发明提供了以下四个实施例。

如图1和图2所示，在本发明的第一实施例中，上转向轴1主要包括第一上转向轴体11、第二上转向轴体12和第一万向节13。

继续参阅图1和图2，第一上转向轴体11和第二上转向轴体12滑动连接。具体地，第一上转向轴体11插入第二上转向轴体12中并能够沿轴向相对于第二上转向轴体12滑动。优选地，第一上转向轴体11能够插入第二上转向轴体12中的部分设置有外花键，第二上转向轴体12上设置有用于容纳该外花键的内花键。外花键和内花键的组合用于防止第一上转向轴体11和第二上转向轴体12发生相对转动。

本领域技术人员能够理解的是，第一上转向轴体11和第二上转向轴体12能够沿轴向相对滑动的连接结构，使得第一上转向轴体11与第二上转向轴体12之间形成有溃缩机构。该溃缩机构能够允许第一上转向轴体11沿轴向相对于第二上转向轴体12自由滑动。当汽车发生碰撞时，该溃缩机构能够吸收第一上转向轴体11产生的轴向位移，防止汽车碰撞的能量通过转向轴传递给转向管柱，影响转向管柱的溃缩功能。同时，此溃缩机构还可吸收第一上转向轴体11在汽车行驶过程中所产生的震动位移，防止震动经过转向轴传递给驾驶员，影响驾驶员的舒适性。并且该溃缩机构还方便了工人连接第一上转向轴体11和第二上转向轴体12，即工人只需将第一上转向轴体11插入第二上转向轴体12中就可完成两者之间的连接。

继续参阅图1和图2，第一万向节13的下关节与图1中第二上转向轴体12的上端固定连接或一体制成。第一万向节13的上关节用于连接转向管柱，继而通过转向管柱与方向盘连接到一起。此外，本领域技术人员也可以根据需要，省去第一万向节13使第二上转向轴体12直接与转向管柱相连接。进一步，本领域技术人员还可以根据需要，继续省去第二上转向轴体12，使第一上转向轴体11直接与转向管柱相连接。换句话说，本领域技术人员可以根据需要，将上转向轴1设置成一根单独的杆状结构，并使该杆状结构的一端用于连接转向管柱，另一端用于连接下转向轴2。

继续参阅图1和图2，第一连接部设置在图1中第一上转向轴体11的下端。在本实施例中，第一连接部是非圆形柱状结构，具体是方形柱状结构111。该方形柱状结构111与第一上转向轴体11固定连接或一体制成。

继续参阅图1和图2，下转向轴2主要包括第一下转向轴体21、第二下转向轴体22和第二万向节23。其中，第二万向节23设置在第一下转向轴体21和第二下转向轴体22之间，第二万向节23的两个关节与第一下转向轴体21和第二下转向轴体22分别固定连接或一体制成。第二下转向轴体22远离第二万向节23的一端用于连接转向器。

继续参阅图1和图2，第二连接部设置在图1中第一下转向轴体21的上端。在本实施例中，第二连接部是非圆形孔状结构，具体是与方形柱状结构111对应的方形孔状结构(图中未示出)。通过将方形柱状结构111插进所述方形孔状结构中来实现第一上转向轴体11和第一下转向轴体21的连接。本领域技术人员能够理解的是，本实施例中的非圆形柱状结构和非圆形孔状结构的横截面不仅限于方形，还可以是其他任意非圆形状，例如矩形、梅花形、椭圆形、三角形等。

继续参阅图1和图2，第二连接部还包括卡箍211，该卡箍211用于箍紧所述方形孔状结构的侧壁。基于此，该卡箍211既可以是能够从第一下转向轴体21上取下的单独构件，也可以是与第一下转向轴体21固定连接或一体制成的构件。进一步，为了保证所述方形孔状结构的侧壁能够夹紧方形柱状结构111，方形孔状结构的侧壁上还设置有沿第一下转向轴体21的轴向延伸的条形孔。本领域技术人员能够理解的是，该条形孔的数量可以是任意多个，例如一个、两个、三个等。本领域技术人员还能够理解的是，卡箍211还可以被其他任意可行的收紧结构替代，例如绳索、铁丝、具有锥形螺纹孔的螺母等。

此外，本领域技术人员也可以根据需要，省去第一下转向轴体21，将第二连接部直接与第二万向节23的上关节固定连接或一体制成。

如图3和图4所示，在本发明的第二实施例中，与第一实施例不同的是，第一连接部是形成在或固定在第一上转向轴体11上的扁平结构112，第二连接部是形成在第一下转向轴体21上的U形槽212。进一步，扁平结构112上设置有通孔(图中未标示)，U形槽212的侧壁上设置有与所述通孔对应的螺纹孔(图中未标示)。当扁平结构112插入U形槽212之后，螺纹孔和通孔彼此对准，螺栓3穿过扁平结构112上的通孔之后与U形槽212侧壁上的螺纹孔螺纹连接到一起，并因此将第一上转向轴体11和第一下转向轴体21固定连接到一起。此外，本领域技术人员也可以根据需要，将U形槽212上的螺纹孔置换成通孔，然后将螺栓3替换成其他的紧固件，例如螺栓和螺母的组合。在螺栓3依次穿过三个通孔之后，使螺栓3的螺纹端与螺母紧固到一起。

如图5和图6所示，在本发明的第三实施例中，与第一实施例不同的是，第一连接部是形成在或固定在第一上转向轴体11上的第一半圆轴113，第二连接部是形成在或固定在第一下转向轴体21上的第二半圆轴213。进一步，第一半圆轴113和第二半圆轴213对应的位置上都设置有螺纹孔(图中未标示)。在第一半圆轴113和第二半圆轴213对准之后，两个螺纹孔彼此对准，螺栓3穿过并分别与两个螺纹孔螺纹连接到一起，并因此将第一上转向轴体11和第一下转向轴体21固定连接到一起。此外，本领域技术人员也可以根据需要，将第一半圆轴113和第二半圆轴213上的螺纹孔置换成通孔，然后将螺栓3替换成其他的紧固件，例如螺栓和螺母的组合。在螺栓3依次穿过两个通孔之后，使螺栓3的螺纹端与螺母紧固到一起。

此外，虽然图中并未示出，但是在本发明的第四实施例中，与第一实施例不同的是，第一连接部和第二连接部都是法兰。在上转向轴1和下转向轴2连接时，先将两个法兰上的螺纹孔对准，然后使螺栓直接与两个法兰螺纹连接并紧固到一起。此外，本领域技术人员也可以根据需要，将两个法兰上的螺纹孔置换成通孔，然后将螺栓3替换成其他的紧固件，例如螺栓和螺母的组合。使螺栓依次穿过两个法兰的上的通孔并与螺母紧固到一起，从而实现上转向轴1和下转向轴2的连接。。

在安装时，第一实施例至第四实施例中任何一个实施例的转向轴都是先将上转向轴1和下转向轴2拆分、断开。然后将第二下转向轴体22与汽车上的转向器连接到一起，再将上转向轴1和下转向轴2连接到一起。因此，本发明的转向轴不再受限于整个转向轴的长度，即便是在操作空间较小时操作人员也能够轻松地先将下转向轴2安装到转向器上，再将下转向轴2与上转向轴1连接到一起。

此外，本发明还提供了一种汽车，该汽车包括上述第一实施例至第四实施例中任何一个实施例中所述的转向轴。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可断开式转向轴，其特征在于，所述转向轴包括用于连接方向盘的上转向轴和用于连接转向器的下转向轴，所述上转向轴和所述下转向轴可拆卸地连接到一起。

2.根据权利要求1所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述上转向轴的一端设置有第一连接部，所述下转向轴的一端设置有与所述第一连接部匹配的第二连接部，所述上转向轴和所述下转向轴通过所述第一连接部和所述第二连接部可拆卸地连接到一起。

3.根据权利要求2所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述第一连接部是非圆形柱状结构，所述第二连接部是非圆形孔状结构，所述非圆形柱状结构能够插入所述非圆形孔状结构中并因此将所述上转向轴和所述下转向轴连接到一起。

4.根据权利要求3所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述第二连接部还包括收紧结构，所述收紧结构用于使所述非圆形孔状结构的侧壁夹紧所述非圆形柱状结构，并因此将所述上转向轴和所述下转向轴固定到一起。

5.根据权利要求4所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述收紧结构是卡箍，所述卡箍与所述下转向轴固定连接或一体制成。

6.根据权利要求5所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述非圆形孔状结构的侧壁上设置有沿所述下转向轴的轴向延伸的条形孔，所述条形孔能够允许所述非圆形孔状结构的侧壁向内收缩，

所述卡箍收紧时能够驱动所述非圆形孔状结构的侧壁向内收缩并因此夹紧所述非圆形柱状结构。

7.根据权利要求6所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述非圆形柱状结构是方形柱状结构，所述非圆形孔状结构是方形孔状结构。

8.根据权利要求2所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述第一连接部是扁平结构，所述第二连接部是U形槽，所述扁平结构能够插入所述U形槽中；

并且，所述U形槽的侧壁上和所述扁平结构上都设置有通孔或螺纹孔，紧固件穿过所述通孔或所述螺纹孔之后将所述上转向轴和所述下转向轴固定到一起。

9.根据权利要求2所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述第一连接部和所述第二连接部都是半圆轴，两个所述半圆轴上都设置有通孔或螺纹孔，紧固件穿过两个所述通孔或所述螺纹孔之后将两个所述半圆轴紧固到一起。

10.根据权利要求2所述的可断开式转向轴，其特征在于，所述第一连接部和所述第二连接部都是法兰，两个法兰通过紧固件连接到一起。