CN112572594A - 转向离合器、转向系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆领域，公开了一种转向离合器、转向系统和车辆，所述转向离合器(100)包括：第一接合件(1)，用于与车辆的方向盘(200)连接；第二接合件(2)，用于与车辆的转向机(300)连接；预压弹性件(3)，用于压紧所述第一接合件(1)和所述第二接合件(2)以使所述第一接合件(1)和所述第二接合件(2)相互接合；电磁铁(4)，用于在通电状态下磁吸所述第一接合件(1)和所述第二接合件(2)中的至少一者以使所述第一接合件(1)和所述第二接合件(2)相互分离。本发明通过设置转向离合器，能够使方向盘与转向机在接合状态和分离状态之间切换，从而在保证车辆能够正常转向行驶的前提下，使车辆适于进行仿真驾驶游戏。

Description

转向离合器、转向系统和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种转向离合器、转向系统和车辆。

背景技术

在现有的车辆中，转向管柱和转向机长期处于啮合状态，因此在停车状态下，操控方向盘转动必然会带动轮胎运动。当需要在车辆中进行仿真驾驶游戏时，存在方向盘旋转自由度过小、轮胎与地面反复摩擦而造成轮胎严重磨损等问题。换句话说，在现有的车辆中不适宜也无法进行仿真驾驶游戏。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种转向离合器、转向系统和车辆，能够使方向盘与转向机在接合状态和分离状态之间切换，以使得车辆适于进行仿真驾驶游戏。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种转向离合器，该转向离合器包括：

第一接合件，用于与车辆的方向盘连接；

第二接合件，用于与车辆的转向机连接；

预压弹性件，用于压紧所述第一接合件和所述第二接合件以使所述第一接合件和所述第二接合件相互接合；

电磁铁，用于在通电状态下磁吸所述第一接合件和所述第二接合件中的至少一者以使所述第一接合件和所述第二接合件相互分离。

可选地，所述转向离合器还包括中间轴组件和万向节，所述中间轴组件的底端与所述第一接合件连接且顶端用于与所述方向盘连接，所述万向节的顶端与所述第二接合件连接且底端用于与所述转向机连接。

可选地，所述电磁铁包括固定外套于所述中间轴组件的铁芯部和环绕设置在所述铁芯部外的线圈部，所述第一接合件能够沿轴向移动且间隔设置在所述铁芯部的下方，所述预压弹性件沿轴向压接在所述铁芯部和所述第一接合件之间。

可选地，所述转向离合器包括沿周向等间隔排布的多个所述预压弹性件。

可选地，所述中间轴组件包括轴套、底端固定插装在所述轴套内的中间轴本体以及固定外套于所述轴套的底端的外花键套，所述第一接合件外套于所述外花键套且与所述外花键套之间形成花键连接。

可选地，所述中间轴本体的下端的外周壁形成有沿轴向延伸且沿周向依次间隔排布的多个轴向凹槽，所述中间轴组件还包括固定设置在所述轴套的内周壁且沿周向依次间隔排布的多个滚珠组，多个所述滚珠组与多个所述轴向凹槽一一对应设置，单个所述滚珠组中的各个滚珠沿轴向依次排列设置且嵌入对应的所述轴向凹槽内。

可选地，所述转向离合器还包括外套于所述铁芯部和所述线圈部的外壳体以及设置在所述外壳体与所述铁芯部之间的轴承，所述轴承的轴承外圈固定连接于所述外壳体的内周壁且轴承内圈固定连接于所述铁芯部的外周壁。

可选地，所述第一接合件的底部设有沿周向依次交替排列的多个第一凸起和多个第一凹槽，所述第二接合件的顶部设有沿周向依次交替排列的多个第二凸起和多个第二凹槽；其中，多个所述第一凸起一一对应地插入多个所述第二凹槽内，多个所述第二凸起一一对应地插入多个所述第一凹槽内。

本发明第二方面提供了一种转向系统，该转向系统包括转向管柱、转向机以及上述的转向离合器，所述转向离合器连接在所述转向管柱与所述转向机之间。

本发明第三方面提供了一种采用上述转向系统的车辆。

在本发明中，当转向离合器中的电磁铁未通电时，预压弹性件始终压紧第一接合件和第二接合件以使第一接合件和第二接合件相互接合，从而在操控方向盘转动时转向机能够跟随运动，即保证车辆能够正常转向行驶。而电磁铁在通电时能够磁吸第一接合件和第二接合件中的至少一者以使第一接合件和第二接合件相互分离，从而使方向盘与转向机互不约束，以使得车辆能够适于进行仿真驾驶游戏。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的具体实施方式中的一种转向系统的示意图；

图2为本发明的具体实施方式中的一种转向离合器的剖视图；

图3为图2中的转向离合器的结构爆炸图；

图4为图3中的第一接合件和第二接合件的示意图；

图5为本发明的具体实施方式中的车辆的结构框图。

附图标记说明：

1000 车辆

100 转向离合器 200 方向盘

300 转向机 400 转向管柱

1 第一接合件 2 第二接合件

3 预压弹性件 4 电磁铁

5 万向节 6 轴套

7 中间轴本体 8 外花键套

9 滚珠 10 外壳体

11 轴承

1a 第一凸起 1b 第一凹槽

2a 第二凸起 2b 第二凹槽

4a 铁芯部 4b 线圈部

7a 轴向凹槽

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

下面参考附图描述根据本发明的转向离合器、转向系统和车辆。

如图1至图4所示，本发明的第一示例性实施例提供了一种转向离合器100，该转向离合器100包括第一接合件1、第二接合件2、预压弹性件3和电磁铁4。其中，第一接合件1用于与车辆的方向盘200连接，第二接合件2用于与车辆的转向机300连接，预压弹性件3用于压紧第一接合件1和第二接合件2以使第一接合件1和第二接合件2相互接合，例如，预压弹性件3可以是预压弹簧等，电磁铁4用于在通电状态下磁吸第一接合件1和第二接合件2中的至少一者以使第一接合件1和第二接合件2相互分离。

通过设置上述结构，当电磁铁4未通电时，预压弹性件3始终压紧第一接合件1和第二接合件2以使第一接合件1和第二接合件2相互接合，从而在操控方向盘200转动时转向机300能够跟随运动，即保证车辆能够正常转向行驶。而电磁铁4在通电时能够磁吸第一接合件1和第二接合件2中的至少一者以使第一接合件1和第二接合件2相互分离，例如仅磁吸第一接合件1、仅磁吸第二接合件2或沿相反方向同时磁吸第一接合件1和第二接合件2，从而使方向盘200与转向机300互不约束，以使得车辆能够适于进行仿真驾驶游戏。

在一种实施例中，参照图1，可将转向离合器100设置在方向盘200与转向机300之间的原有的中间轴中。在此结构下，转向离合器100还包括中间轴组件和万向节5，中间轴组件的底端与第一接合件1连接且顶端用于与方向盘200连接，万向节5的顶端与第二接合件2连接且底端用于与转向机300连接。当然，在其他实施例中，也可将转向离合器100设置在方向盘200与转向机300之间的其他位置，只要保证在电磁铁4处于通电状态下第一接合件1和第二接合件2相互分离即可。例如，可将转向离合器100设置在方向盘200与转向机300之间的原有的转向管柱中。

在一种实施例中，参照图2和图3，电磁铁4在通电时能够磁吸第一接合件1以使第一接合件1和第二接合件2相互分离。具体地，电磁铁4包括固定外套于中间轴组件的铁芯部4a和环绕设置在铁芯部4a外的线圈部4b，第一接合件1能够沿轴向移动且间隔设置在铁芯部4a的下方，预压弹性件3沿轴向压接在铁芯部4a和第一接合件1之间。在此结构下，当车辆正常行驶时，由于电磁铁4未通电，因此未对第一接合件1产生磁吸力，此时预压弹性件3由于预先处于压缩状态而产生预压力在第一接合件1上，从而使第一接合件1和第二接合件2始终处于接合状态，可保证在转动方向盘200时转向机300跟随运动。当驻车进行仿真驾驶游戏时，由于线圈部4b通电而在铁芯部4a中产生磁场，因此能够产生磁吸力而磁吸第一接合件1，使得第一接合件1沿反向于预压弹性件3产生的预压力的方向运动，从而与第二接合件2分离，此时方向盘200与转向机300互不约束，因此当旋转方向盘200时轮胎不会跟随运动，从而避免与地面反复摩擦，且减少在游戏过程中旋转方向盘200时受到的阻力，确保方向盘200具有不受约束的旋转自由度。

在一种实施例中，转向离合器100可包括沿周向间隔排布的多个预压弹性件3，且优选设置为等间隔排布，以确保电磁铁4通电时产生的磁吸力足以克服预压弹性件3的预压力以使第一接合件1和第二接合件2相互分离。

在一种实施例中，中间轴组件包括轴套6、底端固定插装在轴套6内且顶端用于与方向盘200连接的中间轴本体7以及固定外套于轴套6的底端的外花键套8，第一接合件1外套于外花键套8且与外花键套8之间形成花键连接。因此，在转动方向盘200时，通过中间轴本体7、轴套6、外花键套8以及第一接合件1的依次传动连接，能够使第一接合件1跟随转动。

当然，中间轴本体7、轴套6、外花键套8以及第一接合件1之间的具体连接方式不仅限于本实施例中的连接方式。例如，可在中间轴本体7的下端的外周壁形成有沿轴向延伸且沿周向依次间隔排布的多个轴向凹槽7a，中间轴组件还包括固定设置在轴套6的内周壁且沿周向依次间隔排布的多个滚珠组，多个滚珠组与多个轴向凹槽7a一一对应设置，单个滚珠组中的各个滚珠9沿轴向依次排列设置且嵌入对应的轴向凹槽7a内。此外，中间轴本体7、轴套6、外花键套8以及第一接合件1之间的具体连接方式还可以采用卡扣连接、焊接等，但需要保证第一接合件1能够沿轴向运动，从而保证第一接合件1与第二接合件2能够在接合状态和分离状态之间切换。

在一种实施例中，还可以设置转向离合器100的保护结构。具体地，转向离合器100可包括外套于铁芯部4a和线圈部4b的外壳体10以及设置在外壳体10与铁芯部4a之间的轴承11，轴承11的轴承外圈固定连接于外壳体10的内周壁且轴承内圈固定连接于铁芯部4a的外周壁。

在一种实施例中，参照图4，第一接合件1的底部设有沿周向依次交替排列的多个第一凸起1a和多个第一凹槽1b，第二接合件2的顶部设有沿周向依次交替排列的多个第二凸起2a和多个第二凹槽2b。当车辆正常行驶时，多个第一凸起1a一一对应地插入多个第二凹槽2b内，多个第二凸起2a一一对应地插入多个第一凹槽1b内，从而实现第一接合件1与第二接合件2的相互接合。当在车辆中进行仿真驾驶游戏时，多个第一凸起1a从一一对应的多个第二凹槽2b内抽出，且多个第二凸起2a从一一对应的多个第一凹槽1b内抽出，以实现第一接合件1与第二接合件2的相互分离。

本发明的第二示例性实施例提供了一种转向系统，该转向系统包括转向管柱400、转向机300以及上述的转向离合器100。其中，转向离合器100连接在转向管柱400与转向机300之间，例如，转向离合器100可设置在转向系统的原有的中间轴中，或者转向离合器100可设置在转向系统的原有的转向管柱400中。

如图5所示，本发明的第三示例性实施例提供了一种采用上述转向系统的车辆1000，该车辆1000可以是汽车、新能源车等各种类型的车辆。

由于本发明的第二示例性实施例的转向系统以及本发明的第三示例性实施例的车辆均采用了上述转向离合器100，因此均具有该转向离合器100的全部优点、功能和效果，此处不再重复赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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)

1.一种转向离合器，其特征在于，所述转向离合器(100)包括：

第一接合件(1)，用于与车辆的方向盘(200)连接；

第二接合件(2)，用于与车辆的转向机(300)连接；

预压弹性件(3)，用于压紧所述第一接合件(1)和所述第二接合件(2)以使所述第一接合件(1)和所述第二接合件(2)相互接合；

电磁铁(4)，用于在通电状态下磁吸所述第一接合件(1)和所述第二接合件(2)中的至少一者以使所述第一接合件(1)和所述第二接合件(2)相互分离。

2.根据权利要求1所述的转向离合器，其特征在于，所述转向离合器(100)还包括中间轴组件和万向节(5)，所述中间轴组件的底端与所述第一接合件(1)连接且顶端用于与所述方向盘(200)连接，所述万向节(5)的顶端与所述第二接合件(2)连接且底端用于与所述转向机(300)连接。

3.根据权利要求2所述的转向离合器，其特征在于，所述电磁铁(4)包括固定外套于所述中间轴组件的铁芯部(4a)和环绕设置在所述铁芯部(4a)外的线圈部(4b)，所述第一接合件(1)能够沿轴向移动且间隔设置在所述铁芯部(4a)的下方，所述预压弹性件(3)沿轴向压接在所述铁芯部(4a)和所述第一接合件(1)之间。

4.根据权利要求3所述的转向离合器，其特征在于，所述转向离合器(100)包括沿周向等间隔排布的多个所述预压弹性件(3)。

5.根据权利要求3所述的转向离合器，其特征在于，所述中间轴组件包括轴套(6)、底端固定插装在所述轴套(6)内的中间轴本体(7)以及固定外套于所述轴套(6)的底端的外花键套(8)，所述第一接合件(1)外套于所述外花键套(8)且与所述外花键套(8)之间形成花键连接。

6.根据权利要求5所述的转向离合器，其特征在于，所述中间轴本体(7)的下端的外周壁形成有沿轴向延伸且沿周向依次间隔排布的多个轴向凹槽(7a)，所述中间轴组件还包括固定设置在所述轴套(6)的内周壁且沿周向依次间隔排布的多个滚珠组，多个所述滚珠组与多个所述轴向凹槽(7a)一一对应设置，单个所述滚珠组中的各个滚珠(9)沿轴向依次排列设置且嵌入对应的所述轴向凹槽(7a)内。

7.根据权利要求3所述的转向离合器，其特征在于，所述转向离合器(100)还包括外套于所述铁芯部(4a)和所述线圈部(4b)的外壳体(10)以及设置在所述外壳体(10)与所述铁芯部(4a)之间的轴承(11)，所述轴承(11)的轴承外圈固定连接于所述外壳体(10)的内周壁且轴承内圈固定连接于所述铁芯部(4a)的外周壁。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的转向离合器，其特征在于，所述第一接合件(1)的底部设有沿周向依次交替排列的多个第一凸起(1a)和多个第一凹槽(1b)，所述第二接合件(2)的顶部设有沿周向依次交替排列的多个第二凸起(2a)和多个第二凹槽(2b)；其中，多个所述第一凸起(1a)一一对应地插入多个所述第二凹槽(2b)内，多个所述第二凸起(2a)一一对应地插入多个所述第一凹槽(1b)内。

9.一种转向系统，其特征在于，所述转向系统包括转向管柱(400)、转向机(300)以及根据权利要求1～8中任意一项所述的转向离合器(100)，所述转向离合器(100)连接在所述转向管柱(400)与所述转向机(300)之间。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆(1000)包括根据权利要求9所述的转向系统。

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