專利名稱：機動車輛轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用來在兩個定向在不同方向的軸之間傳遞旋轉(zhuǎn)的聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)或中間軸系統(tǒng)，更具體地，本發(fā)明涉及一種用于車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)或中間軸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
萬向節(jié)系統(tǒng)用來在兩個不在一條直線上的軸之間傳遞旋轉(zhuǎn)或能量。十字軸式萬向節(jié)，其也指卡登接頭(Cardan Joint)、鉤接頭和十字接頭，可以經(jīng)由具有四個十字的軸部分的十字部件彼此連接兩個軸，并且這些軸部分是這樣的，即，兩對相反的軸部分通過連接到它們各自軸的軛鐵支撐。
等速球形萬向節(jié)是這樣的，即，扭矩傳遞球置于外接頭部件的內(nèi)表面和內(nèi)接頭部件的外表面上分別形成的導向槽中，其中內(nèi)接頭部件的外表面適于配合在外接頭部件中以在分別連接到內(nèi)接頭部件和外接頭部件的兩軸之間傳遞能量。
利用等速球形萬向節(jié)，甚至在兩軸之間存在交叉的軸線角或角位移的情況下，旋轉(zhuǎn)也可以在兩軸之間等速傳遞，而利用十字軸式萬向節(jié)，會導致結(jié)構(gòu)缺陷，即，在兩軸之間存在交叉的軸線角或角位移的情況下，旋轉(zhuǎn)不能在兩軸之間等速傳遞。
在車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，由于車體結(jié)構(gòu)，方向盤旋轉(zhuǎn)軸的中心線相對于用來驅(qū)動車體側(cè)轉(zhuǎn)向機構(gòu)的驅(qū)動軸的中心線成較大的角度。由于這，在彼此相交的兩軸之間安置了聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)以將方向盤的旋轉(zhuǎn)傳遞到車體側(cè)的轉(zhuǎn)向機構(gòu)。在這種情況下，作為這種聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)，所使用的聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)被構(gòu)造為通常具有兩組同樣的通過中間軸彼此連接的萬向節(jié)。
雖然十字軸式萬向節(jié)具有容易生產(chǎn)且便宜的優(yōu)點，但是因為如上所述，不能在要被連接在一起的兩軸之間提供等速，因此傳遞的扭矩發(fā)生了變化。為了避免這種情況，通過使得中間軸和其他兩軸之間的交叉軸線角或角位移基本相等來嘗試抵消由單個萬向節(jié)產(chǎn)生的速率差異和扭矩變化。
然而，由于車輛布局等原因，不是總能使得兩個交叉軸線角相等，并且在許多情況下，為了它們的使用，不得不接受兩個不同的交叉軸線角，致使操縱感覺變差。
雖然利用等速球形萬向節(jié)，不會產(chǎn)生上述的要被考慮的特殊狀態(tài)，但是問題在于它們的生產(chǎn)變難且需要更高的生產(chǎn)成本，因此，等速球形萬向節(jié)還沒有達到在車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中被廣泛采用的地步。
(專利文件No.1)JP-A-2000-257645(專利文件No.2)JP-A-09-177813(專利文件No.3)JP-UM-B-2526189另外，關(guān)于在其兩端具有萬向節(jié)并且具有包括內(nèi)花鍵、外花鍵等的伸縮軸的中間軸系統(tǒng)，為了得到良好地操作感覺，需要降低在方向盤被操作旋轉(zhuǎn)時在花鍵彼此配合的部分處產(chǎn)生的咔嗒聲和撞擊噪音以及降低在伸縮軸移動時產(chǎn)生的滑動阻力。
作為成功降低了配合部分處的咔嗒聲和撞擊噪音以及與其伸縮運動相關(guān)的滑動阻力的伸縮軸，JP-A-2000-9148公開了一種伸縮軸，在其中，厚度為0.03mm到0.06mm的二硫化鉬薄膜被涂覆在外花鍵或內(nèi)花鍵至少任一花鍵的表面，然后，如此涂覆的薄膜被加熱干燥以減小配合間隙。另外，作為相關(guān)技術(shù)，JP-A-2000-9148還描述了一種伸縮軸，在其中，尼龍薄膜被涂覆在外花鍵或內(nèi)花鍵至少任一花鍵上，其后，如此涂覆的尼龍薄膜被機器刮削以減小這種配合間隙。
因為JP-A-2000-9148公開的伸縮軸不需要機器刮削，所以減小了生產(chǎn)步驟的數(shù)量，并因此降低了生產(chǎn)成本。然而，因為薄膜厚度的誤差被加到了外花鍵和內(nèi)花鍵的制造誤差中，所以所公開的伸縮軸的配合間隙變得大于JP-A-2000-9148相關(guān)技術(shù)中公開的伸縮軸的配合間隙，因此，存在這樣一些情況，即，在花鍵彼此配合的部分處產(chǎn)生的咔嗒聲和撞擊噪音不能被降低。結(jié)果是，為了進一步減小配合間隙，要采用外花鍵和內(nèi)花鍵的選擇配合。
另外，還是利用JP-A-2000-9148中描述的相關(guān)技術(shù)，存在這樣一些情況，即，由于產(chǎn)品誤差并取決于安裝伸縮軸的車輛類型，咔嗒聲和撞擊噪音和滑動阻力的水平不能滿足標準值，當這種情況發(fā)生時，當使用JP-A-2000-9148中公開的伸縮軸時，為了進一步減小配合間隙，外花鍵和內(nèi)花鍵采用選擇配合。
在JP-A-2000-9148的伸縮軸和相關(guān)技術(shù)的伸縮軸中，因為設(shè)置在伸縮軸兩端的萬向節(jié)包括十字軸式萬向節(jié)，為了避免由于十字軸式萬向節(jié)之間的周向相位的偏差引起的扭矩變化，外花鍵和內(nèi)花鍵的選擇配合不得不通過將選擇配合的位置限定到周向的單個位置來執(zhí)行。因此，為了通過選擇配合來減小外花鍵和內(nèi)花鍵之間的配合間隙，不得不準備多個外花鍵和內(nèi)花鍵，在試湊的基礎(chǔ)上，通過改變外花鍵和內(nèi)花鍵的組合，找出滿足預(yù)定性能的外花鍵和內(nèi)花鍵的組合。
考慮到所述情況提出了本發(fā)明，本發(fā)明的主要問題是以低成本提供一種用于車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)，通過結(jié)合以低成本容易制造的十字軸式萬向節(jié)的優(yōu)點和利用等速球形萬向節(jié)從而不用考慮交叉軸線角的優(yōu)點，所述聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)更少被車輛布局所致的限制約束。
另外，本發(fā)明的次要問題是提供一種用于車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的中間軸系統(tǒng)，所述中間軸系統(tǒng)具有一種伸縮軸，所述伸縮軸在方向盤被操作時可產(chǎn)生更少的咔嗒聲和撞擊噪音以及滑動阻力，并且所述伸縮軸可以低成本制造。

發(fā)明內(nèi)容
將通過以下裝置解決主要的和次要的問題。即，根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種包括聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)包括用來傳遞來自方向盤的旋轉(zhuǎn)的輸入軸，中間軸，用來驅(qū)動車體上的轉(zhuǎn)向機構(gòu)的輸出軸，等速萬向節(jié)和十字軸式萬向節(jié)，其特征在于，所述等速萬向節(jié)和所述十字軸式萬向節(jié)其中之一將輸入軸與中間軸連接，和所述等速萬向節(jié)和所述十字軸式萬向節(jié)剩余的另一個將所述中間軸與所述輸出軸連接。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供了一種如在本發(fā)明第一方面中所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述等速萬向節(jié)為等速球形萬向節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供了一種如在本發(fā)明第二方面中所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述等速球形萬向節(jié)連接所述輸入軸和所述中間軸，所述十字軸式萬向節(jié)連接所述中間軸和所述輸出軸。
根據(jù)本發(fā)明第四方面，提供了一種如在本發(fā)明第二或第三方面中所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述等速球形萬向節(jié)的交叉軸線角可選擇得大于所述十字軸式萬向節(jié)的交叉軸線角。
根據(jù)本發(fā)明第五方面，提供了一種如在本發(fā)明第一方面中所述的特征在于所述聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述中間軸包括上部中間軸、下部中間軸和用來以某種方式將所述上部中間軸連接到所述下部中間軸從而使得它們能夠沿其軸向滑動并且在其間傳遞旋轉(zhuǎn)的連接裝置。
根據(jù)本發(fā)明第六方面，提供了一種包括中間軸系統(tǒng)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括用來傳遞來自方向盤的旋轉(zhuǎn)的輸入軸，中間軸，所述中間軸包括上部中間軸、下部中間軸和用來以某種方式將所述上部中間軸連接到所述下部中間軸從而使得它們能夠沿其軸向滑動并且在其間傳遞旋轉(zhuǎn)的連接裝置，用來驅(qū)動車輛上的轉(zhuǎn)向機構(gòu)的輸出軸，和分別在所述輸入軸和所述上部中間軸之間以及在所述下部中間軸和所述輸出軸之間提供連接的萬向節(jié)，其中所述萬向節(jié)的至少任一萬向節(jié)是等速萬向節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明第七方面，提供了一種如在本發(fā)明第六方面中所述的特征在于所述聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述萬向節(jié)二者為等速萬向節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明第八方面，提供了一種如在本發(fā)明第五到第七方面中任一方面中所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述等速萬向節(jié)為等速球形萬向節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明第九方面，提供了一種如在本發(fā)明第五到第八方面中任一方面中所述的特征在于所述中間軸系統(tǒng)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述連接裝置為花鍵連接裝置或鋸齒連接裝置，和其特征在于在所述花鍵連接裝置或所述鋸齒連接裝置的外側(cè)或內(nèi)側(cè)的至少任一側(cè)上的連接部分的表面形成有聚酰胺樹脂薄膜。
根據(jù)本發(fā)明第十方面，提供了一種如在本發(fā)明第五到第八方面中任一方面中所述的特征在于所述中間軸系統(tǒng)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述連接裝置為鋸齒連接裝置，和其特征在于在所述鋸齒連接裝置的所述外側(cè)和所述內(nèi)側(cè)之間設(shè)置有偏壓部件以沿垂直于其軸線的方向施加偏置力。
根據(jù)本發(fā)明第十一方面，提供了一種如在本發(fā)明第五到第八方面中任一方面中所述的特征在于所述中間軸系統(tǒng)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述連接裝置為花鍵連接裝置，并且其特征在于所述花鍵連接裝置的至少一個齒的高度被制造得低于其他齒的高度。
根據(jù)本發(fā)明的特征在于所述中間軸系統(tǒng)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在所述中間軸系統(tǒng)端部處設(shè)置的至少一個所述萬向節(jié)包括所述等速萬向節(jié)。因此，在選擇配合時，因為所述伸縮軸的配合部分的相位不會被限定到周向的一個位置，因此有可能以低成本制造所述中間軸系統(tǒng)，所述中間軸系統(tǒng)可大大降低選擇配合所需的時間并且產(chǎn)生更小的咔嗒聲和撞擊噪音以及滑動阻力。


圖1是說明圖，示出應(yīng)用了本發(fā)明的機動車轉(zhuǎn)向機構(gòu)的整體；圖2示出了第一實施例的聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)1的說明圖；圖3是局部剖視圖，說明了第二實施例的聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)1；圖4是說明圖，示出應(yīng)用了本發(fā)明的轉(zhuǎn)向機構(gòu)的整體；圖5示出了第三實施例的中間軸系統(tǒng)1的說明圖，其中圖5(A)是部分剖視圖，圖5(B)是沿線B-B所做的剖視圖，圖5(C)是沿線C-C所做的剖視圖；圖6是沿圖5中的線A-A所做的剖視圖，圖中僅示出了具有漸開線齒廓的外花鍵；圖7是沿圖5中的線A-A所做的剖視圖，圖中僅示出了具有漸開線齒廓的外花鍵，該齒廓與圖6所示的齒廓不同；圖8是沿圖5中的線A-A所做的剖視圖，圖中僅示出了具有直齒的外花鍵；圖9是第四實施例的中間軸系統(tǒng)1的說明圖；圖10是圖9所示的鋸齒形配合部分的放大剖視圖；圖11是第五實施例的中間軸系統(tǒng)1的說明圖。
注意，在附圖中，附圖標記指代如下內(nèi)容1中間軸系統(tǒng)(聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng))；2等速球形萬向節(jié)；21緊固螺栓；22內(nèi)接頭部件；221球形導向槽；231球形導向槽；239外接頭部件；24扭矩傳遞球；25球形護圈；26保護罩；27軸孔；271切口；272螺栓孔；273松動孔；28軛鐵；3中間軸；31上部中間軸；311外花鍵；312齒；313外花鍵；314外鋸齒；315細長槽；316板簧；32下部中間軸管；321內(nèi)花鍵；322內(nèi)鋸齒；33薄膜；4等速球形萬向節(jié)(十字軸式萬向節(jié))；41緊固螺栓；42內(nèi)接頭部件；421球形導向槽；43外接頭部件；431球形導向槽；439外接頭部分；44扭矩傳遞球；45球形護圈；46保護罩；47軸孔；471切口；472螺栓孔；473松動孔；48軛鐵；51方向盤；52轉(zhuǎn)向柱管；521輪軸；522調(diào)節(jié)杠桿；6車體側(cè)轉(zhuǎn)向機構(gòu)；61輸入軸；7十字軸式萬向節(jié)；71第一軛鐵臂對；72第二軛鐵臂對；73十字部件；773松動孔；78軛鐵；91車輛主體。
具體實施例方式
(第一實施例)圖1是說明圖，示出應(yīng)用了本發(fā)明的機動車轉(zhuǎn)向機構(gòu)的整體。該圖示出了包括車體側(cè)轉(zhuǎn)向機構(gòu)6及其向上的部分。轉(zhuǎn)向柱管52以某種方式固定在車輛主體91上，使得轉(zhuǎn)向柱管52的傾角可通過調(diào)節(jié)杠桿522來調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)向柱管52可旋轉(zhuǎn)地支撐穿過其內(nèi)部的輪軸521，并且方向盤51固定在輪軸521的上端。聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)1連接到輪軸521的另一端或連接在轉(zhuǎn)向柱管52的下端側(cè)。
聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)1包括安置在其上端的等速球形萬向節(jié)2、安置在其下端十字軸式萬向節(jié)4和安置在其間中間部分的用來連接如此安置的萬向節(jié)的中間軸3。等速球形萬向節(jié)2和十字軸式萬向節(jié)4分別通過緊固螺栓21、41連接到輪軸521和車體側(cè)轉(zhuǎn)向機構(gòu)6的輸入軸61。交叉軸線角α和β是等速球形萬向節(jié)2和十字軸式萬向節(jié)4的交叉軸線角，在本實施例中，交叉軸線角分別是在中間軸3和輪軸521以及輸入軸61之間形成的角。
為了減小角速度的變化(扭矩的變化)，為十字軸式萬向節(jié)4的交叉軸線角β選擇小值，被理解為是聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)1所需的總交叉軸線角(α+β)通過增加交叉軸線角α來保證，其中交叉軸線角α增加的范圍正是交叉軸線角β減小的范圍。結(jié)果是，可使交叉軸線角α大于交叉軸線角β。換句話說，由于車輛布局相關(guān)的原因，等速球形萬向節(jié)2被設(shè)置在需要更大的交叉軸線角的一側(cè)，而十字軸式萬向節(jié)4被設(shè)置在其相反側(cè)。
如圖1所示，在十字軸式萬向節(jié)4被設(shè)置在聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)1上端的情況中，等速球形萬向節(jié)2被設(shè)置在其上端，并且等速球形萬向節(jié)2的交叉軸線角α和十字軸式萬向節(jié)4的交叉軸線角β分別為40°和10°，發(fā)生在十字軸式萬向節(jié)4上的扭矩變化變成大約在+/-1.5％附近，并且?guī)缀鯇D(zhuǎn)向感覺沒有影響。從計算的角度看，優(yōu)選地，交叉軸線角β被設(shè)置為18°或更小，更優(yōu)選地為13°或更小，與各個交叉軸線角相關(guān)的扭矩變化變成大約為+/-5％和大約為+/-2.6％。
圖2示出了第一實施例的聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)1的說明圖，其中圖2(A)是局部剖視圖，圖2(B)是沿線B-B所做的剖視圖，圖2(C)是沿線C-C所做的剖視圖。
聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)如下。構(gòu)成等速球形萬向節(jié)2一部分的內(nèi)接頭部件22和構(gòu)成十字軸式萬向節(jié)4一部分的組成一對臂的第一軛鐵臂對71形成在中間軸3的兩端，其中內(nèi)接頭部件22形成在安置等速球形萬向節(jié)22的端部，第一軛鐵臂對71形成在安置十字軸式萬向節(jié)4的端部。
等速球形萬向節(jié)2的內(nèi)接頭部件22遠端附近的部分形成為球形，此外，在該球形表面上形成球形導向槽221。另一方面，外接頭部件23包括球形凹部，并且在該凹部中形成球形導向槽231。兩個球形導向槽221、231都沿中間軸3和外接頭部件23的軸向延伸，公共的扭矩傳遞球24以一種可在其中滾動的方式安裝在這些槽中，從而內(nèi)接頭部件22和外接頭部件23可相對于彼此旋轉(zhuǎn)的連接在一起。
具有補償內(nèi)接頭部件22球形表面的內(nèi)表面的球形護圈25被設(shè)置得在支撐扭矩傳遞球24的同時可繞球形表面的中心旋轉(zhuǎn)。內(nèi)接頭部件22和外接頭部件23之間的邊界附近的部分被保護罩26覆蓋，保護罩26形成柔軟的蓋以防止外部灰塵的滲透。
外接頭部件23具有軸孔27，輪軸521被固定在其中，以及設(shè)置在該軸孔27中的切口271。緊固螺栓21被擰入松動孔273和螺栓孔272，它們形成在切口271的兩側(cè)，從而將外接頭部件23固定到輪軸521。
十字軸式萬向節(jié)4的輸出軛鐵部件78具有軸孔47，車體側(cè)轉(zhuǎn)向機構(gòu)6的輸入軸61被固定在其中，以及設(shè)置在該軸孔47中的切口471。緊固螺栓41被擰入松動孔473和螺栓孔472，它們形成在切口471的兩側(cè)，從而將輸出軛鐵部件78固定到輸入軸61。此外，組成一對臂的第二軛鐵臂對72形成在輸出軛鐵部件78上。
十字部件73包括以十字形方式延伸的四個軸部分，各對相反的軸部分分別通過第一軛鐵臂對71和第二軛鐵臂對72支撐。中間軸3和輸出軛鐵部件78通過安置在其間的十字部件73連接在一起以傳遞旋轉(zhuǎn)。
如已經(jīng)描述的那樣，在利用十字軸式萬向節(jié)4時，它是其中一種萬向節(jié)，因為在它連接的兩個軸之間不產(chǎn)生等速，所以會發(fā)生扭矩變化，通過使另一種萬向節(jié)形式的等速球形萬向節(jié)2承受更大的交叉軸線角α，可以減小十字軸式萬向節(jié)4的交叉軸線角β。由此，發(fā)生在聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)1上的幾乎所有扭矩變化都被減小到操縱感覺基本不受影響的程度。
(第二實施例)圖3是說明了第二實施例的聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)1的局部剖視圖。下文中，將僅描述與第一實施例不同的地方，其他地方和沿圖3的線B-B、C-C所做的剖視圖的描述可參考第一實施例的描述。這些不同的地方在于，中間軸3由被分割為兩半的部分軸構(gòu)成，一半為與內(nèi)接頭部件22相關(guān)聯(lián)的上部中間軸31，另一半為與十字軸式萬向節(jié)4相關(guān)聯(lián)的下部中間軸32，并且在上部中間軸31上形成有外花鍵311，在下部中間軸32上形成有適于配合在外花鍵311上的內(nèi)花鍵。
中間軸3允許伸縮，從而通過該花鍵連接僅傳遞旋轉(zhuǎn)。中間軸3的伸縮特性實現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)，即當相對于車輛主體91調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向柱管52的傾角時，輪軸521的下端位置變得可移動了。
代替花鍵連接，可采用具有相同功能的軸機構(gòu)例如包括鍵和鍵槽的連接機構(gòu)，該連接機構(gòu)包括兩個部分軸，它們以一種能夠伸縮但不能相對旋轉(zhuǎn)的方式連接。另外，代替中間軸3的花鍵連接部分，可在輪軸521的下部設(shè)置以橡膠聯(lián)軸器為代表的振動吸收機構(gòu)或用于吸收碰撞中位移的機構(gòu)。
雖然在這些實施例中，沒有描述動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，但是自然的是，電動的或液壓的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以被安裝在輪軸521的下部或安裝在輸入軸61上。此外，還有可能不但提供已經(jīng)描述的傾角調(diào)節(jié)機構(gòu)(傾斜機構(gòu))而且提供用來調(diào)節(jié)方向盤在轉(zhuǎn)向柱管52上的軸向位置和垂直位置的機構(gòu)(伸縮機構(gòu)、傾斜和伸縮機構(gòu))，或者轉(zhuǎn)向柱管52有可能沒有任何一種這樣的機構(gòu)。
另外，自然的是，取決于車輛布局的限制，等速球形萬向節(jié)2和十字軸式萬向節(jié)4可反向布置，即十字軸式萬向節(jié)4可被安置在輪軸521側(cè)，而等速球形萬向節(jié)2可被安置在車體側(cè)齒輪機構(gòu)6側(cè)。
(第三實施例)圖4是說明圖，示出應(yīng)用了本發(fā)明的機動車轉(zhuǎn)向機構(gòu)的整體。該圖示出了包括車體側(cè)轉(zhuǎn)向機構(gòu)6及其向上的部分。轉(zhuǎn)向柱管52以某種方式固定在車輛主體91上，使得轉(zhuǎn)向柱管52的傾角可通過調(diào)節(jié)杠桿522來調(diào)節(jié)。穿過轉(zhuǎn)向柱管內(nèi)部的輪軸521可旋轉(zhuǎn)地支撐在轉(zhuǎn)向柱管52內(nèi)，并且方向盤51固定在輪軸521的上端。中間軸系統(tǒng)1連接到輪軸521的另一端或連接在轉(zhuǎn)向柱管52的下端側(cè)。
中間軸系統(tǒng)1包括位于其上端和下端處的等速球形萬向節(jié)2、4，以及位于其間的中間部分處的彼此連接這些萬向節(jié)的中間軸3。各個等速球形萬向節(jié)2分別連接到輪軸521和車體側(cè)轉(zhuǎn)向機構(gòu)6的輸入軸61。
圖5示出了第三實施例的中間軸系統(tǒng)1的說明圖，其中圖5(A)是部分剖視圖，圖5(B)是沿圖5(A)的線B-B所做的剖視圖，圖5(C)是沿圖5(A)的線C-C所做的剖視圖。
中間軸系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)如下。等速球形萬向節(jié)2、4形成在中間軸3的端部，并且分別形成內(nèi)接頭部件22、42，它們構(gòu)成了等速球形萬向節(jié)2、4一部分。等速球形萬向節(jié)2、4的內(nèi)接頭部件22、42遠端附近的部分形成為球形，此外，在球形表面上形成球形導向槽221、421。
另一方面，外接頭部件23、43具有外接頭部分239、439，它們包括球形凹部，并且在這些球形凹部中形成球形導向槽231、431。這些兩個球形導向槽221、421、231、431沿中間軸3和外接頭部件23、43的軸向延伸，并且扭矩傳遞球24、44以一種可以在其中滾動的方式分別安裝在這些槽中，從而內(nèi)接頭部件22、42和外接頭部件23、43可分別相對于彼此旋轉(zhuǎn)的連接在一起。
具有補償內(nèi)接頭部件22、42球形表面的內(nèi)表面的球形護圈25、45被設(shè)置得可繞球形表面的中心旋轉(zhuǎn)并支撐扭矩傳遞球24、44。內(nèi)接頭部件22、42和外接頭部件239、439之間的邊界附近的部分分別被保護罩26、46覆蓋，保護罩26、46形成柔軟的蓋以防止外部灰塵的滲透。
外接頭部件23和內(nèi)接頭部件42具有軛鐵28、48，所述軛鐵28、48可用來分別將輪軸521和車體側(cè)轉(zhuǎn)向機構(gòu)6的輸入軸61固定到其上。軛鐵28、48具有軸孔27、47和分別形成在這些軸孔27、47中的切口271、471。緊固螺栓21、41分別擰入松動孔273、473和螺栓孔272、472中，它們分別形成在切口271、471兩側(cè)，從而分別將外接頭部件23固定到輪軸521，將內(nèi)接頭部件42固定到輸入軸61。
為了在裝配到車體時以相同的方向緊固所述緊固螺栓21、41，松動孔273、473形成在中間軸系統(tǒng)1的相同側(cè)，如圖5所示，從而有可能增加工作效率。
第三實施例的中間軸3包括從內(nèi)接頭部件22整體向下延伸的上部中間軸31和從外接頭部件43整體向上延伸的下部中間軸管32。在上部中間軸31上形成有外花鍵311，在下部中間軸管32上形成有適于配合在外花鍵311上的內(nèi)花鍵321。上部中間軸31和下部中間軸管32以某種方式彼此連接，從而使得它們可相對于彼此沿軸向滑動以通過花鍵連接僅傳遞旋轉(zhuǎn)力。中間軸3的伸縮實現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)，即當相對于車輛主體91調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向柱管52的傾角時，允許輪軸521的下端位置移動，此外，車體側(cè)轉(zhuǎn)向機構(gòu)6和轉(zhuǎn)向柱管之間產(chǎn)生的相對位移也可以被吸收。
圖6是沿圖5中的線A-A所做的剖視圖，圖中僅示出了具有漸開線齒廓的外花鍵311。如圖6所示，具有優(yōu)良潤滑和耐磨性的薄膜33，例如聚酰胺樹脂、聚脂樹脂和聚亞苯基樹脂的薄膜33，被涂覆在外花鍵311的表面，并且該表面通過刮削拋光。另外，對于薄膜，可使用包括二硫化鉬的薄膜。薄膜33可被涂覆在內(nèi)花鍵321的表面或者可被涂覆在外花鍵311和內(nèi)花鍵321二者之上。中間軸3被配置為可使上述結(jié)構(gòu)的外花鍵311和內(nèi)花鍵321彼此配合在之內(nèi)或之上，并且在配合部分施加潤滑脂。
圖7是沿圖5中的線A-A所做的剖視圖，圖中僅示出了具有漸開線齒廓的外花鍵311，該齒廓與圖6所示的齒廓不同。與圖6相似，在圖7的情況中，具有優(yōu)良潤滑和耐磨性的薄膜33，例如聚酰胺樹脂薄膜，也被涂覆在外花鍵311的表面，并且如此涂覆的表面通過刮削拋光。與圖6不同的地方在于彼此面對的齒312、312的高度(高度)形成得小于其他齒的高度。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當中間軸3在車輛中使用時，空氣可通過齒高度被減小的部分通風，因此外花鍵311和內(nèi)花鍵321可保持光滑滑動。雖然縮短兩個齒312、312的高度是優(yōu)選的，因為中間軸3旋轉(zhuǎn)時的動態(tài)平衡變得更好了，但是也可以僅縮短一個齒的高度。另外，也可以縮短內(nèi)花鍵321上的齒高度。
圖8是沿圖5中的線A-A所做的剖視圖，圖中僅示出了具有直齒的外花鍵311，它的齒廓與圖6、7所示的齒廓不同。與圖6、7相似，在圖8的情況中，具有優(yōu)良潤滑和耐磨性的薄膜33，例如聚酰胺樹脂薄膜，被涂覆在外花鍵311的表面，并且如此涂覆的表面通過刮削拋光。
因此，如此前所述，在根據(jù)第三實施例的用于車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的中間軸系統(tǒng)中，為了完全消除方向盤操作時產(chǎn)生的咔嗒聲和撞擊噪音，在需要外花鍵311和內(nèi)花鍵321之間的配合間隙盡可能地接近零并且需要減小滑動阻力的情況下，外花鍵311和內(nèi)花鍵321可執(zhí)行選擇配合。
在第三實施例中，因為在中間軸3的端部使用等速球形萬向節(jié)，其與中間軸包括傳統(tǒng)的十字軸式萬向節(jié)的情況不同，所以外花鍵311和內(nèi)花鍵321的周向相位絕不會被限定到單個位置。因此，由于非常容易找出外花鍵311和內(nèi)花鍵321的相位，在此處，通過改變它們的周向相位，配合間隙可變得最小，降低了選擇配合所需的時間，從而有可能以低成本制造中間軸系統(tǒng)。例如，利用如圖6、7所示的具有10個花鍵的外花鍵，內(nèi)、外花鍵的單結(jié)合可產(chǎn)生選擇配合執(zhí)行良好的10種可能性。
(第四實施例)如第三實施例那樣，雖然根據(jù)第四實施例的中間軸系統(tǒng)1包括位于其上端和下端的等速球形萬向節(jié)和在其間的中間位置處彼此連接萬向節(jié)的中間軸3并且中間軸3包括上部中間軸31和下部中間軸管32，但是第四實施例與第三實施例的不同之處在于在上部中間軸31和下部中間軸管32之間的連接使用鋸齒連接并且安裝了彈簧以防止鋸齒連接起效部分的松動。
在以下描述中，將僅描述與第三實施例不同的地方，其他地方和沿圖9的線B-B、C-C所做的剖視圖的描述可參考第三實施例的描述。圖9是第四實施例的中間軸系統(tǒng)1的說明圖，圖10是圖9所示的鋸齒形配合部分的放大剖視圖。
如圖9和10所示，第四實施例的中間軸3包括從內(nèi)接頭部件22整體向下延伸的上部中間軸31和從外接頭部件43整體向上延伸的下部中間軸管32，外鋸齒314形成在上部中間軸31上，而適于配合在外鋸齒314上的內(nèi)鋸齒322形成在下部中間軸管32上。
上部中間軸31和下部中間軸管32以某種方式彼此連接，從而使得它們可相對于彼此沿軸向滑動以通過鋸齒連接僅傳遞旋轉(zhuǎn)力。中間軸3的伸縮實現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)，即當相對于車輛主體91調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向柱管52的傾角時，允許輪軸521的下端位置移動，此外，車體側(cè)轉(zhuǎn)向機構(gòu)6和轉(zhuǎn)向柱管之間產(chǎn)生的相對位移也可以被吸收。
在外鋸齒314上平行于上部中間軸31的軸向形成有細長槽315，波狀板簧316被插入到細長槽315中。板簧316沿垂直于外鋸齒314和內(nèi)鋸齒322之間軸線的方向施加偏置力，從而消除了外鋸齒314和內(nèi)鋸齒322之間的松動并且防止了咔嗒聲和撞擊噪音的產(chǎn)生。
與第三實施例相似，在第四實施例的情況中，也可以進行某種處理，即，具有優(yōu)良潤滑和耐磨性的薄膜33，例如聚酰胺樹脂薄膜33，被涂覆在外鋸齒314或內(nèi)鋸齒322的表面上或者涂覆在外鋸齒314和內(nèi)鋸齒322二者的表面上，并且該表面或該些表面通過刮削拋光。
在根據(jù)第四實施例的用于車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的中間軸系統(tǒng)中，在需要完全消除方向盤操作時產(chǎn)生的咔嗒聲和撞擊噪音的情況下，當外鋸齒314和內(nèi)鋸齒322執(zhí)行選擇配合時，因為如第三實施例的情況那樣在中間軸3的端部使用了等速萬向節(jié)，其與中間軸包括傳統(tǒng)的十字軸式萬向節(jié)的情況不同，所以外鋸齒314和內(nèi)鋸齒322的周向相位絕不會被限定到單個位置。
因此，由于非常容易找出外鋸齒314和內(nèi)鋸齒322的相位，在此處，通過改變它們的周向相位，配合間隙可變得最小，降低了選擇配合所需的時間，從而有可能以低成本制造中間軸系統(tǒng)。
(第五實施例)圖11是第五實施例的中間軸系統(tǒng)1的局部剖視圖。下文中，將僅描述與第一實施例不同的地方，其他地方和沿圖11的線B-B、C-C所做的剖視圖的描述可參考第三實施例的描述。第五實施例是這樣的，即第三實施例中的其中一個等速球形萬向節(jié)用十字軸式萬向節(jié)代替。
構(gòu)成一對臂并且構(gòu)成十字軸式萬向節(jié)7一部分的第一軛鐵臂對71形成在上部中間軸31的右側(cè)端。十字軸式萬向節(jié)7的軛鐵78被插入到輪軸521中并且通過緊固螺栓固定在合適的位置，其中該緊固螺栓被插入到松動孔773中。構(gòu)成一對臂的第二軛鐵臂對72形成在軛鐵78上。
十字部件73包括以十字形方式延伸的四個軸部分，各對相反的軸部分分別通過第一軛鐵臂對71和第二軛鐵臂對72支撐。上部中間軸31和軛鐵78通過安置在其間的十字部件73彼此連接在一起以傳遞或旋轉(zhuǎn)。
因此，如此前描述的那樣，在第五實施例的用于車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的中間軸系統(tǒng)中，因為使用便宜的十字軸式萬向節(jié)作為其中一個萬向節(jié)并且使用等速球形萬向節(jié)作為另一萬向節(jié)，所以當如第三實施例和第二實施例的情況那樣執(zhí)行外花鍵311和內(nèi)花鍵321的選擇配合時，其與中間軸包括傳統(tǒng)的十字軸式萬向節(jié)的情況不同，由于等速球形萬向節(jié)被用作中間軸3其中一個萬向節(jié)，外花鍵311和內(nèi)花鍵321的周向相位絕不會被限定到單個位置。
因此，由于非常容易找出外花鍵311和內(nèi)花鍵321的相位，在此處，通過改變它們的周向相位，配合間隙可變得最小，降低了選擇配合所需的時間，從而有可能以低成本制造中間軸系統(tǒng)。
工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)，因為結(jié)合了制造容易且成本低的十字軸式萬向節(jié)和消除了必需考慮交叉軸線角的等速球形萬向節(jié)，所以等速球形萬向節(jié)可被設(shè)置得承受更大的交叉軸線角以處理由于車輛布局的限制導致的總體上較大的交叉軸線角。由此，有可能提供某種優(yōu)點，即，可提供產(chǎn)生更小的扭矩變化并且便宜的聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種包括聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括用來傳遞來自方向盤的旋轉(zhuǎn)的輸入軸；中間軸；用來驅(qū)動車體上的轉(zhuǎn)向機構(gòu)的輸出軸；等速萬向節(jié)；和十字軸式萬向節(jié)，其特征在于所述等速萬向節(jié)和所述十字軸式萬向節(jié)其中之一將所述輸入軸與所述中間軸連接；和所述等速萬向節(jié)和所述十字軸式萬向節(jié)剩余的另一個將所述中間軸與所述輸出軸連接。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述等速萬向節(jié)為等速球形萬向節(jié)。
3.如權(quán)利要求2所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述等速球形萬向節(jié)連接所述輸入軸和所述中間軸；和所述十字軸式萬向節(jié)連接所述中間軸和所述輸出軸。
4.如權(quán)利要求2或3所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述等速球形萬向節(jié)的交叉軸線角可選擇得大于所述十字軸式萬向節(jié)的交叉軸線角。
5.如權(quán)利要求1所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述中間軸包括上部中間軸、下部中間軸和用來以某種方式將所述上部中間軸連接到所述下部中間軸從而使得它們能夠沿其軸向滑動并且在其間傳遞旋轉(zhuǎn)的連接裝置。
6.一種包括中間軸系統(tǒng)的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括用來傳遞來自方向盤的旋轉(zhuǎn)的輸入軸；中間軸，所述中間軸包括上部中間軸、下部中間軸和用來以某種方式將所述上部中間軸連接到所述下部中間軸從而使得它們能夠沿其軸向滑動并且在其間傳遞旋轉(zhuǎn)的連接裝置；用來驅(qū)動車輛上的轉(zhuǎn)向機構(gòu)的輸出軸；和分別在所述輸入軸和所述上部中間軸之間以及在所述下部中間軸和所述輸出軸之間提供連接的萬向節(jié)，其特征在于，所述萬向節(jié)的至少任一萬向節(jié)是等速萬向節(jié)。
7.如權(quán)利要求6所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述萬向節(jié)二者為等速萬向節(jié)。
8.如權(quán)利要求5-7任何一項所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述等速萬向節(jié)為等速球形萬向節(jié)。
9.如權(quán)利要求5-7任何一項所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述連接裝置為花鍵連接裝置或鋸齒連接裝置，和在所述花鍵連接裝置或所述鋸齒連接裝置的外側(cè)或內(nèi)側(cè)的至少任一側(cè)上的連接部分的表面形成有聚酰胺樹脂薄膜。
1O.如權(quán)利要求5-8任何一項所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述連接裝置為鋸齒連接裝置，和在所述鋸齒連接裝置的所述外側(cè)和所述內(nèi)側(cè)之間設(shè)置有偏壓部件以沿垂直于其軸線的方向施加偏置力。
11.如權(quán)利要求5-8任何一項所述的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述連接裝置為花鍵連接裝置，并且其特征在于，所述花鍵連接裝置的至少一個齒的高度被制造得小于其他齒的高度。
全文摘要
一種用于機動車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的聯(lián)軸節(jié)裝置，包括用來傳遞來自方向盤的旋轉(zhuǎn)的輸入軸，中間軸，用來驅(qū)動機動車輛側(cè)轉(zhuǎn)向機構(gòu)的輸出軸，等速萬向節(jié)和十字軸式萬向節(jié)，其中所述輸入軸和所述中間軸通過所述等速萬向節(jié)和所述十字軸式萬向節(jié)中的任一萬向節(jié)連接，而所述中間軸和所述輸出軸通過其他萬向節(jié)連接。
文檔編號B62D1/20GK1805873SQ200480016390
公開日2006年7月19日 申請日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者關(guān)根博 申請人:日本精工株式會社, 恩斯克轉(zhuǎn)向器株式會社