车辆、车辆转向系统及其离合机构的制作方法

文档序号:25246566发布日期:2021-06-01 15:09阅读:69来源:国知局
车辆、车辆转向系统及其离合机构的制作方法

本公开涉及车辆技术领域,具体地,涉及一种车辆、车辆转向系统及其离合机构。



背景技术:

在车辆中,转向管柱是安装在方向盘与转向器之间的连接部件,主要用于控制车辆行进方向、传递扭矩、吸收车辆撞击时的能量,是车辆转向系统中重要组成部分。

相关技术中,转向管柱的输入端的转向轴连接方向盘,转向管柱的输出端的转向轴连接转向器,在转向时,通过操纵方向盘将扭矩经转向管柱传递至转向器以实现车辆转向。



技术实现要素:

本公开的目的是提供一种车辆、车辆转向系统及其离合机构,该离合机构能够可靠且顺畅平稳地传递扭矩。

为了实现上述目的,本公开提供一种车辆转向系统的离合机构,所述离合机构设置在第一轴段和第二轴段之间并具有接合状态和分离状态,在外力作用下所述第一轴段和所述第二轴段中的一者能够相对于其中另一者轴向移动,以实现所述接合状态和所述分离状态的切换,其中,在所述接合状态,所述第一轴段和所述第二轴段之间建立传动连接,并且允许所述第一轴段和所述第二轴段能够彼此相对地偏转和/或横向移动;在所述分离状态,所述第一轴段和所述第二轴段之间的传动连接断开;其中,所述第一轴段和所述第二轴段属于所述车辆转向系统的转向轴或者转向传动轴。

可选地,所述离合机构包括连接盘和离合结构,所述连接盘与所述第一轴段通过所述离合结构在所述接合状态时实现连接,所述离合结构构造为在接合状态时允许所述第一轴段和所述第二轴段彼此相对地轴向移动、限制所述第一轴段和第二轴段彼此相对地周向转动,所述连接盘与所述第二轴段通过连接结构连接在一起,所述连接结构与所述离合结构相协作,以在所述接合状态下允许所述第一轴段和第二轴段彼此相对地在相互垂直的第一方向和第二方向上移动,和/或允许所述第一轴段和第二轴段彼此相对地绕相互垂直的第一轴线和第二轴线转动,其中,所述第一方向和所述第二方向均垂直于所述轴向,所述第一轴线和所述第二轴线均垂直于所述轴向。

可选地,所述离合结构构造为允许所述第一轴段和所述连接盘之间能够彼此相对地在所述第一方向上移动,且允许所述第一轴段和所述连接盘彼此相对地绕所述第一轴线转动,所述连接结构构造为允许所述第二轴段和所述连接盘能够彼此相对地在所述第二方向上移动,且允许所述第二轴段和所述连接盘能够彼此相对地绕所述第二轴线转动,其中,所述第一方向与所述第一轴线相平行,所述第二方向与所述第二轴线相平行。

可选地,所述离合结构包括能够彼此型面配合的第一凸起和第一凹槽,所述第一凸起形成于所述第一轴段朝向所述连接盘的第一端面和所述连接盘朝向所述第一轴段的第一侧面中的一者上,所述第一凹槽形成于所述第一轴段朝向所述连接盘的第一端面和所述连接盘朝向所述第一轴段的第一侧面中的另一者上,所述第一凸起具有扇形截面,所述第一凹槽具有与所述扇形截面半径相同的圆弧形截面,且所述第一凸起和所述第一凹槽在对应的第一端面或第一侧面上沿所述第一方向延伸,所述第一凸起的扇形截面的圆心所在的直线和所述第一凹槽的圆弧形截面的圆心所在的直线重合以限定所述第一轴线,所述第一凸起的扇形截面的圆心角大于所述第一凹槽的圆弧形截面的圆心角。

可选地,所述第一凹槽的延伸尺寸不小于所述第一凸起的延伸尺寸。

可选地,所述连接结构包括能够彼此型面配合的第二凸起和第二凹槽,所述第二凸起形成于所述第二轴段朝向所述连接盘的第二端面和所述连接盘朝向所述第二轴段的第二侧面中的一者上,所述第二凹槽形成于所述第二轴段朝向所述连接盘的第二端面和所述连接盘朝向所述第二轴段的第二侧面中的另一者上,所述第二凸起具有扇形截面,所述第二凹槽具有与所述扇形截面半径相同的圆弧形截面,且所述第二凸起和所述第二凹槽在对应的第二端面或第二侧面上沿所述第二方向延伸,所述第二凸起的扇形截面的圆心所在的直线和所述第二凹槽的圆弧形截面的圆心所在的直线重合以限定所述第二轴线,所述第二凸起的扇形截面的圆心角大于所述第二凹槽的圆弧形截面的圆心角。

可选地,所述第二凹槽的延伸尺寸不小于所述第二凸起的延伸尺寸。

可选地,所述连接结构包括弹性支撑件,该弹性支撑件在所述轴向上具有相对的两端,其中一端固定于所述连接盘的第一固定处,其中另一端固定于所述第二轴段的第二固定处。

可选地,所述弹性支撑件构造为环形套结构,并且套设在所述第二轴段和所述连接盘的外周,所述弹性支撑件在所述轴向上的长度大于所述第一固定处和所述第二固定处在所述轴向上的间距。

可选地,所述离合机构包括联接构件和离合结构,所述联接构件包括第一联接部分、第二联接部分和万向节结构,所述第一联接部分通过所述万向节结构与所述第二联接部分连接在一起,所述第一联接部分与所述第一轴段通过所述离合结构在所述接合状态实现连接,所述第二联接部分与所述第二轴段通过连接结构连接在一起,所述离合结构允许所述第一联接部分与所述第一轴段之间的轴向相对移动,以实现接合和分离。

可选地,所述连接结构与所述离合结构相协作,以在所述接合状态下允许所述第一轴段和第二轴段彼此相对地在相互垂直且垂直于所述轴向的两个方向上移动。

可选地,所述转向轴包括上轴和下轴,所述上轴的上端用于连接方向盘,所述下轴的下端用于连接转向传动轴,其中:所述上轴用作所述第一轴段,所述下轴用作所述第二轴段,所述上轴和所述下轴通过所述离合机构连接;或者,所述上轴的下端和所述下轴的上端传动连接且所述上轴能够相对于所述下轴沿轴向移动,所述下轴分为所述第一轴段和所述第二轴段,所述第一轴段的上端连接于所述上轴,所述第一轴段的下端通过所述离合机构连接于所述第二轴段的上端并且能够相对于所述第二轴段沿轴向移动;或者,所述上轴分为所述第一轴段和所述第二轴段,所述第二轴段的上端用于连接方向盘,所述第二轴段的下端通过所述离合机构连接于所述第一轴段的上端,所述第一轴段能够相对于所述第二轴段沿轴向移动。

在上述技术方案的基础上,本公开还提供一种车辆转向系统,所述车辆转向系统包括上述的车辆转向系统的离合机构。

在上述技术方案的基础上,本公开再提供一种车辆,所述车辆包括上述车辆转向系统。

通过上述技术方案,本公开提供的车辆转向系统的离合机构在接合状态时,允许第一轴段和第二轴段能够彼此相对地偏转和/或横向移动,从而可以冗余两个轴段之间的同轴差。这样,即使两个轴段之间一直保持有同轴差,也可以顺利地接合,并且流畅平稳地传递扭矩,进而保证车辆转向系统的寿命。

本公开的其他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公开的进一步理解,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公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:

图1是根据本公开实施例提供的车辆转向系统的立体结构示意图;

图2是根据本公开实施例提供的车辆转向系统的沿垂直于第一方向剖视的结构示意图;

图3是图2中虚线框所圈出的部分结构的放大图,该部分结构为本公开实施例提供的车辆转向系统的离合机构,这里的离合机构处于接合状态;

图4是根据本公开实施例提供的车辆转向系统的沿垂直于第二方向剖视的结构示意图,其中,第一方向和第二方向相垂直;

图5是图4中虚线框所圈出的部分结构的放大图,该部分结构为本公开实施例提供的车辆转向系统的离合机构,这里的离合机构处于接合状态;

图6是根据本公开实施例提供的车辆转向系统的离合机构的部分结构的剖视图,其中,示出的离合机构处于接合状态;

图7是根据本公开实施例提供的车辆转向系统的离合机构的部分结构的剖视图,其中,示出的离合机构处于分离状态;

图8是根据本公开实施例提供的车辆转向系统的部分结构的立体爆炸示意图,其中,示出了本公开实施例提供的车辆转向系统的离合机构的部分结构的一种实施方式;

图9是根据本公开实施例提供的车辆转向系统的部分结构的部分爆炸立体示意图,其中,示出了本公开实施例提供的车辆转向系统的离合机构的部分结构的一种实施方式;

图10是根据本公开实施例提供的车辆转向系统的部分结构的部分爆炸立体示意图,其中,示出了本公开实施例提供的车辆转向系统的离合机构的部分结构的一种实施方式。

附图标记说明

101-上轴,102-第一轴段,103-第二轴段,1031-第二端面,105-转向管柱,106-滑套,107-第一轴承,108-第二轴承,109-弹性偏压件,1010-滑动轴承,112-止挡件,113-弹性挡圈,114-转向万向节;

4020-拉索,4021-拉索支架,4022-垫块;

901-连接盘,9011-第一侧面,9012-第二侧面,9021-第一凸起,9022-第一凹槽,9031-第二凸起,9032-第二凹槽,9033-弹性支撑件。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。

在本公开中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下”是以车辆为基础进行定义的,“上、下”是指在车辆的高度方向上对应的上、下方位,对于车辆的转向系统来说,方向盘输入的转动沿转向轴、转向传动轴和转向器的方向传递,可以认为是沿从上向下的方向传递。另外,“内、外”是相对于对应部件自身轮廓而言的“内、外”。此外,本公开所使用的术语“第一、第二、第三、第四”等是为了区分一个要素和另一个要素,不具有顺序性和重要性。此外,在下面的描述中,当涉及到附图时,除非另有解释,不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。上述定义仅用于解释和说明本公开,不应当理解为对本公开的限制。

根据本公开的具体实施方式,提供一种车辆转向系统的离合机构,所述离合机构设置在第一轴段102和第二轴段103之间并具有接合状态和分离状态,在外力作用下所述第一轴段102和所述第二轴段103中的一者能够相对于其中另一者轴向移动,以实现所述接合状态和所述分离状态的切换,其中,在所述接合状态,所述第一轴段102和所述第二轴段103之间建立传动连接;在所述分离状态,所述第一轴段102和所述第二轴段103之间的传动连接断开;其中,所述第一轴段102和所述第二轴段103属于所述车辆转向系统的转向轴或者转向传动轴。

在接合状态下,第一轴段102和第二轴段103之间建立传动连接,使得方向盘与转向器之间处于传动连接状态,此时,驾驶员操纵方向盘的转动能够传递至转向器,以实现车辆转向;在分离状态下,第一轴段102和第二轴段103之间的传动连接断开,使得方向盘与转向器之间的传动连接断开,此时,方向盘的转动不能够传递至转向器进而使得转向器工作,但方向盘的转动仍然能够带动组合开关、时钟弹簧、角度传感器等部件正常运行,即方向盘能够照常发出转角信号,那么在此状态下的方向盘能够作为车辆驾驶的模拟器使用,可对车载设备或外部设备输出方向盘的转角信号,从而可以模拟驾驶。

一般地,车辆转向系统中,通常是方向盘、转向轴、转向传动轴和转向器依次连接。因此,本公开提供的离合机构可以设置在转向轴上或转向传动轴上。其中,转向轴一般有两种方式构造,一种是一根整轴,其上端连接方向盘、下端连接转向传动轴,另一种是分成两根轴(即下文中所说的上轴101和下轴),这两根轴之间的连接方式能够将来自方向盘的转动向下传递给转向传动轴,同时也允许两根轴之间彼此相对或相背离地轴向移动,从而允许方向盘的高低位置调整,由此能够满足不同身高体型的驾驶员以舒适的姿态驾驶,从而提高使用体验。

那么,为了使得驾驶员能够以舒适的姿态驾驶车辆,在本公开提供的一些具体实施方式中,转向轴可以包括上轴101和下轴,所述上轴101的上端用于连接方向盘,所述下轴的下端用于连接转向传动轴(包括转向万向节114,如图1中所示),所述上轴101的下端和所述下轴的上端传动连接(例如通过花键结构连接)且所述上轴101能够相对于所述下轴沿轴向移动,以能够实现方向盘的高度调整,同时也为下述的第一轴段102能够轴向移动提供结构上的支持。其中,为了约束上轴101沿相同的路径轴向移动,转向管柱105中可以设置有引导结构(同下文的引导结构)。

在这些实施方式中,离合机构可以根据实际需求选择合适的方式和位置设置。在一些实施例中,上轴101用作第一轴段102,下轴用作第二轴段103,上轴101和下轴之间通过离合机构连接。此时,上轴101的上端连接于方向盘,上轴101的下端通过离合机构连接于下轴的上端,上轴101能够相对于下轴沿轴向移动。在另一些实施例中,离合机构设置在下轴上,参考图2和图4所示。此时,为了便于离合机构的设置,所述下轴分为所述第一轴段102和所述第二轴段103,所述第一轴段102的上端连接于所述上轴101,所述第一轴段102的下端通过所述离合机构连接于所述第二轴段103的上端并且能够相对于所述第二轴段103沿轴向移动。在再一些实施例中,离合机构设置在上轴101上(未示出)。此时,所述上轴101分为所述第一轴段102和所述第二轴段103,所述第二轴段103的上端用于连接方向盘,所述第二轴段103的下端通过所述离合机构连接于所述第一轴段102的上端,所述第一轴段102能够相对于所述第二轴段103沿轴向移动。在外力作用下,第一轴段102相对于第二轴段103沿轴向上下移动,以实现第一轴段102和第二轴段103在分离状态和接合状态之间的切换,从而使得用户在使用车辆时可以根据需求选择实车驾驶或模拟驾驶。

在一些实施方式中,所述离合机构可以包括用于约束和引导所述第一轴段102/第二轴段103沿轴向移动的引导结构,通过该引导结构能够约束第一轴段102/第二轴段103沿相同的路径移动,避免第一轴段102/第二轴段103在移动的过程中发生倾斜进而使得第一轴段102和第二轴段103无法接合。

在一些实施例中,所述第二轴段103相对于转向管柱105固定设置、所述第一轴段102能够相对于所述第二轴段103和所述转向管柱105沿轴向移动,参考图2至图7所示。

这里,第二轴段103可以直接或间接地固定于转向管柱105,在这种情况下,第一轴段102是活动的,那么可以直接使用转向管柱105的内壁对第一轴段102的移动路径进行约束,此时转向管柱105的内壁则是用作该引导结构。也可以的是在转向管柱105中增设引导件,该引导件能够沿轴向移动,从而引导第一轴段102沿轴向移动。但是,引导件相对于所述转向管柱105的横向移动是受到限制的,目的在于限定其在转向管柱105中具有唯一的移动路径。

那么,在一些实施方式中,继续参考图2至图7中所示,引导结构可以包括适于设置在所述转向管柱105中且能够沿轴向移动的滑套106,所述第一轴段102通过第一轴承107支承在所述滑套106中,以通过所述滑套106引导所述第一轴段102的轴向移动。在一些实施例中,参考图3至图7中所示,滑套106能够通过滑动轴承1010直接地支承在所述转向管柱105中,而无需通过其它结构支承在转向管柱105中,通过在滑套106与转向管柱105之间设置滑动轴承1010能够减少滑套106与转向管柱105之间的滑动摩擦,减少滑套106的磨损,从而减少滑套106在沿轴向移动过程中的阻力。

可以的是,第一轴段102相对于滑套106是轴向固定的,即第一轴段102与滑套106的轴向移动是同步的。例如在一些实施例中,第一轴段102与滑套106在轴向上相对固定,第一轴段102能够随滑套106一起沿轴向移动。在该实施例中,第一轴段102可以通过第一轴承107支承并固定在所述滑套106中,而第一轴承107则可以通过弹性挡圈113而固定在第一轴段102上。其中,为了实现第一轴段102与滑套106之间的轴向固定连接,第一轴承107的外圈可以过盈配合在滑套106中。

当然,也可以的是,第一轴段102相对于滑套106能够轴向移动,即第一轴段102与滑套106的轴向移动是不同步的。参考图2至图7所示,第一轴段102同轴固定有第一轴承107,并通过第一轴承107支承在滑套106中,即:所述滑套106向下移动能够带动所述第一轴承107和所述第一轴段102向下移动,使得第一轴段102和第二轴段103接合;滑套106向上移动能够带动所述第一轴承107和所述第一轴段102向上移动,使得第一轴段102和第二轴段103分离。

这种情况下,为了使得第一轴段102能够跟随滑套106而轴向移动,参考图2至图7所示,所述引导结构包括弹性偏压件109,以通过弹性偏压件109向第一轴段102提供朝向或背离(未示出)第二轴段103的弹力,使得第一轴段102在滑套106轴向移动时能够发生相应的轴向移动,从而使得第一轴段102和第二轴段103能够在接合状态和分离状态之间切换。除此之外,弹性偏压件109还可以允许滑套106具有额外行程,以降低对外力的设计要求。例如,若通过电机驱动滑套106移动,那么当第一轴段102移动到位时,滑套106在电机的驱动下还可以继续移动。

图2至图7示出的实施例中,滑套106向上(图面方向为向右)移动能够允许第一轴承107和第一轴段10在弹性偏压件109的作用下向下移动。可选择地,滑套106的下端(朝向第二轴段103的一端)设置有用于止挡所述第一轴承107的径向向内的下止挡凸缘,所述引导结构包括止挡件112,该止挡件112设置在滑套106的上侧,止挡件112可以通过卡接等合适的方式固定于转向管柱105的内壁,弹性偏压件109的一端抵接于所述第一轴承107,另一端抵接于所述止挡件112。其中,在第一轴承107的上侧可以设置有支撑座,以为弹性偏压件109提供支撑,防止其在压缩的过程中发生扭曲变形。

工作原理:可以认为初始时第一轴段102和第二轴段103位于图7所示的分离状态,此时,外力将滑套106保持在抵顶于止挡件112的状态,弹性偏压件109被压缩,并将第一轴承107抵顶在下止挡凸缘上。若撤去外力或外力减小至小于弹性偏压件109的弹力,则弹性偏压件109能够恢复形变并使得第一轴承107向下移动,从而使得第一轴段102向下移动而与第二轴段103接合,如图6中所示。之后,若外力驱动滑套106向上移动,则通过下止挡凸缘带动第一轴承107和第一轴段102上移,同时压缩弹性偏压件109,第一轴段102离开第二轴段103后继续上移,直至滑套106抵顶于止挡件112(参考图7所示),滑套106无法继续移动。

因此,通过控制外力,可以根据需求切换第一轴段102和第二轴段103之间的接合或分离。

在本公开提供的具体实施方式中,车辆转向系统可以包括离合驱动机构,离合驱动机构驱动第一轴段102相对于第二轴段103沿轴向方向上下移动,即通过离合驱动机构提供上述外力。其中,离合驱动机构可以以任意合适的方式构造,例如,可以构造为包括提供动力的致动装置和传递动力给第一轴段102的传动装置,而其中的致动装置可以有多种实施方式,例如可以选择手动式、电动式或电磁式等多种方式中的一种,甚至在克服技术障碍的情况下可以选择其中的两种甚至更多种,比如,可以即选择手动式也选择电动式,那么在电动式故障或断电的情况下使用手动式来保障其正常的功能。当然,其中的传动装置也可以有多种实施方式,例如可以是拉索、齿轮齿条传动、齿轮传动、丝杠传动或连杆传动等等。对此,本公开不作具体限制,可以根据实际需要选择合适的方式实施构造。例如,如图1中所示,离合驱动机构构造为包括拉索4020,拉索4020包括外皮和索芯,外皮包裹索芯,索芯的远端部固定于垫块4022,而垫块4022则穿过转向管柱105固定于滑套,外皮的远端部通过拉索支架4021支撑在垫块4022附近。那么,当拉索4020的近端部连接于致动装置或执行器时,可以驱动转向管柱105中的滑套106运动。

在上述的这些实施例或实施方式中,对于轴向固定不动的例如第二轴段103来说,其需要一些支承构件来保持其相对于例如转向管柱105的位置。而对于轴向活动的例如第一轴段102来说,其需要另一些支承构件甚至是引导构件。因此,对于第一轴段102和第二轴段103来说,由于各自通过不同的支承构件甚至是引导构件实现安装,由于安装公差和误差的积累,比较难于将两者的中心轴线保持共线,也就是说会导致第一轴段102和第二轴段103的中心轴线存在同轴差,即第一轴段102和第二轴段103的中心轴线之间表现为相对偏移和/或相对偏转。其中,若两者的中心轴线相交成一定的角度,则认为这种情况属于“相对偏转”;若两者的中心轴线不相交但平行,则认为这种情况属于“相对偏移”;若两者的中心轴线即不相交也不平行,则认为这种情况属于“相对偏转且相对偏移”。而第一轴段102和第二轴段103中的一者能够沿轴向移动的这一设计会进一步加大这种同轴差。而这种同轴差会使得第一轴段102和第二轴段103之间存在无法接合的隐患,也会使得接合后的第一轴段102和第二轴段103之间的扭矩传递出现卡滞、力矩不稳等现象,甚至损坏轴承,从而使得转向系统无法正常工作。

因此,在本公开提供的具体实施方式中将离合机构设计为:在接合状态时,允许第一轴段102和第二轴段103能够彼此相对地偏转和/或横向(垂直于轴向)移动,从而可以冗余两个轴段之间的同轴差。这样,即使两个轴段之间一直保持有同轴差,也可以顺利地接合,并且流畅平稳地传递扭矩,进而保证车辆转向系统的寿命。

在本公开提供的一些实施方式中,离合机构包括中间构件和离合结构,中间构件设置在第一轴段102和第二轴段103之间,并且通过离合结构与第一轴段102和第二轴段103中活动的一者连接。这里,可以通过设计中间构件和离合结构实现第一轴段102和第二轴段103之间的相对偏转和/或横向移动。

在一种实施方式中,参考图2至图10所示,第一轴段102是活动的,中间构件构造为连接盘901,所述连接盘901与所述第一轴段102通过所述离合结构实现在所述接合状态时的连接。这里,离合结构构造为在接合状态时允许所述第一轴段102和所述第二轴段103彼此相对地轴向移动(能够实现接合和分离),且限制所述第一轴段102和第二轴段103彼此相对地周向转动(即能够实现扭矩的传递)。所述连接盘901与所述第二轴段103通过连接结构连接在一起,以保持在第二轴段103上。

其中,所述连接结构与所述离合结构设计为能够以这种方式相互协作:在所述接合状态下允许所述第一轴段102和第二轴段103彼此相对地在相互垂直的第一方向d1(参考图8所示)和第二方向d2(参考图8所示)上移动,其中,所述第一方向d1和所述第二方向d2均垂直于所述轴向。这种设计能够对第一轴段102和第二轴段103之间表现为相互偏移的同轴差进行冗余。

其中,所述连接结构与所述离合结构设计为能够以这种方式相互协作:在所述接合状态下允许所述第一轴段102和第二轴段103彼此相对地绕相互垂直的第一轴线r1和第二轴线r2转动,其中,所述第一轴线r1和所述第二轴线r2均垂直于所述轴向。这种设计能够对第一轴段102和第二轴段103之间表现为相互偏转的同轴差进行冗余。

所述连接结构和所述离合结构的上述两种协作方式彼此是能够兼容的,在这种融合了上述两种设计的设计中,能够对第一轴段102和第二轴段103之间表现为相互偏转且相互偏移的同轴差进行冗余。

在融合设计的一种实施方式中,参考图8中所示,所述离合结构可以构造为允许所述第一轴段102和所述连接盘901之间能够彼此相对地在所述第一方向d1上移动,且允许所述第一轴段102和所述连接盘901彼此相对地绕所述第一轴线r1转动。所述连接结构构造为允许所述第二轴段103和所述连接盘901能够彼此相对地在所述第二方向d2上移动,且允许所述第二轴段103和所述连接盘901能够彼此相对地绕所述第二轴线r2转动。其中,所述第一方向d1与所述第一轴线r1相平行,所述第二方向d2与所述第二轴线r2相平行。这种设计在使用时所起的作用部分类似于十字轴万向节的结构,第一轴段102和第二轴段103之间的偏转角度便是这种十字轴万向节结构的工作角度,因此,能够平稳地传递扭矩。

以上设计中的离合结构可以以任意合适的方式构造。可选择地,参考图8所示,所述离合结构可以包括能够彼此型面配合的第一凸起9021和第一凹槽9022,所述第一凸起9021形成于所述第一轴段102朝向所述连接盘901的第一端面和所述连接盘901朝向所述第一轴段102的第一侧面9011中的一者上,所述第一凹槽9022形成于所述第一轴段102朝向所述连接盘901的第一端面和所述连接盘901朝向所述第一轴段102的第一侧面9011中的另一者上,所述第一凸起9021具有扇形截面,所述第一凹槽9022具有与所述扇形截面半径相同的圆弧形截面,且所述第一凸起9021和所述第一凹槽9022在对应的第一端面或第一侧面9011上沿所述第一方向d1延伸。所述第一凸起9021的扇形截面的圆心所在的直线和所述第一凹槽9022的圆弧形截面的圆心所在的直线重合以限定所述第一轴线r1,所述第一凸起9021的扇形截面的圆心角大于所述第一凹槽9022的圆弧形截面的圆心角,以使得第一端面和第一侧面9011之间具有间隙,以避免第一轴段102和连接盘901之间相对偏转时发生干涉。

在接合状态,第一凸起9021和第一凹槽9022相配合,既能够沿着第一方向d1彼此相对移动,又能够绕着第一轴线r1彼此相对转动。

以上设计中的连接结构可以以任意合适的方式构造。可选择地,参考图8和图9所示,所述连接结构可以包括能够彼此型面配合的第二凸起9031和第二凹槽9032,所述第二凸起9031形成于所述第二轴段103朝向所述连接盘901的第二端面1031和所述连接盘901朝向所述第二轴段103的第二侧面9012中的一者上,所述第二凹槽9032形成于所述第二轴段103朝向所述连接盘901的第二端面1031和所述连接盘901朝向所述第二轴段103的第二侧面9012中的另一者上,所述第二凸起9031具有扇形截面,所述第二凹槽9032具有与所述扇形截面半径相同的圆弧形截面,且所述第二凸起9031和所述第二凹槽9032在对应的第二端面1031或第二侧面9012上沿所述第二方向d2延伸。所述第二凸起9031的扇形截面的圆心所在的直线和所述第二凹槽9032的圆弧形截面的圆心所在的直线重合以限定所述第二轴线r2,所述第二凸起9031的扇形截面的圆心角大于所述第二凹槽9032的圆弧形截面的圆心角,以使得第二端面1031和第二侧面9012之间具有间隙,以避免第二轴段103和连接盘901之间相对偏转时发生干涉。

在接合状态,参考图8和图9所示,第二凸起9031和第二凹槽9032相配合,既能够沿着第二方向d2彼此相对移动,又能够绕着第二轴线r2彼此相对转动。

因此,在连接结构和离合结构以上述的方式构造时,当离合机构处于接合状态,第一凸起9021和第一凹槽9022相配合,既能够沿着第一方向d1彼此相对移动,又能够绕着第一轴线r1彼此相对转动;同时,第二凸起9031和第二凹槽9032相配合,既能够沿着第二方向d2彼此相对移动,又能够绕着第二轴线r2彼此相对转动。那么在第一轴段102和第二轴段103相接合且传递扭矩的过程中,若两者之间具有表现为即有相对偏转又有相对偏移的同轴差,则能够通过这种连接结构和离合结构进行补偿,以实现第一轴段102和第二轴段103之间平稳顺畅的扭矩传递。

这里,所述第一凹槽9022的延伸尺寸可以设计为不小于所述第一凸起9021的延伸尺寸,以对第一凸起9021提供更好的包裹,从而提供更好的支撑,而且还可以避免第一凸起902的移动幅度过大而脱出于第一凹槽9022的风险。

同样地,所述第二凹槽9032的延伸尺寸不小于所述第二凸起9031的延伸尺寸,以对第二凸起9031提供更好的包裹,从而提供更好的支撑,而且还可以避免第二凸起9031的移动幅度过大而脱出于第二凹槽9032的风险。

在上述的具体实施方式中,为了连接盘901保持在第二轴段103上,限制两者之间的轴向移动,所述连接结构可以包括弹性支撑件9033,该弹性支撑件9033在所述轴向上具有相对的两端,其中一端固定于所述连接盘901的第一固定处,其中另一端固定于所述第二轴段103的第二固定处,参考图3、5-7和图10所示。其中,弹性支撑件9033的弹性允许连接盘901相对于第二轴段103的运动。

可选择地,所述弹性支撑件9033可以构造为环形套结构,并且套设在所述第二轴段103和所述连接盘901的外周,所述弹性支撑件9033在所述轴向上的长度大于所述第一固定处和所述第二固定处在所述轴向上的间距,这样,在两个固定处之间形成有褶皱,从而使得两者之间绕第二轴线的相对转动受到较小的干涉、甚至不受干涉。

在另一种实施方式(未示出)中,所述离合机构可以包括联接构件和离合结构,所述联接构件包括第一联接部分、第二联接部分和万向节结构,所述第一联接部分通过所述万向节结构与所述第二联接部分连接在一起,所述第一联接部分与所述第一轴段102通过所述离合结构在所述接合状态实现连接,所述第二联接部分与所述第二轴段103通过连接结构连接在一起,所述离合结构允许所述第一联接部分与所述第一轴段102之间的轴向相对移动,以实现接合和分离。

这种实施方式中,通过万向节结构能够将第一轴段102与第二轴段103之间相互偏转的角度转换为自身的工作角度,以实现两个轴段之间平稳顺畅的扭矩传递。

其中,万向节结构可以以任意合适的方式构造,例如可以构造为十字轴万向节、球叉式万向节、球笼式万向节等等。

第一联接部分、第二联接部分也可以以任意合适的方式构造,例如构造为轴状、杆状或盘状等等。

当然,离合结构也可以以任意合适的方式构造。例如可以构造为包括能够彼此型面配合的阳性配合部1041和阴性配合部1042,所述阳性配合部1041和所述阴性配合部1042中的一者形成在所述第一轴段102的朝向第一联接部分的一端,所述阳性配合部1041和所述阴性配合部1042中的另一者形成在所述第一联接部分朝向第一轴段102的一端,所述阳性配合部1041和所述阴性配合部1042相配合时,所述第一轴段102和第一联接部分处于接合状态,以建立方向盘与转向器之间转动力矩的传递。这里,阳性配合部1041与阴性配合部1042之间的相互配合是允许第一轴段102与第一联接部分之间相对于彼此的轴向移动的,即允许第一轴段102和第一联接部分在接合和分离之间自由切换。

其中,阳性配合部1041和阴性配合部1042可以以任意合适的方式构造。在一些实施例中,阳性配合部1041可以构造为外花键,所述阴性配合部1042可以构造为内花键轴孔。在另一些实施例中,阳性配合部1041可以构造为轴向凸出于相应端面的凸起,所述阴性配合部1042可以构造为轴向凹陷于相应端面的凹槽,例如,凸起可以为十字凸起或一字凸起等,对应的,凹槽可以为十字凹槽或一字凹槽等。其中,所述凸起可以构造为沿远离对应端面的方向逐渐变细的楔形凸起,所述凹槽构造为从槽口向槽底逐渐变细的楔形凹槽,所述楔形凸起与所述楔形凹槽的形状彼此相适应,当第一轴段102和第一联接部分接合且两者之间受到挤压力时,凸起和凹槽能够紧密贴合,从而能够消除第一轴段102和第一联接部分之间的间隙,有利于扭矩可靠地传递。

这里,若是离合结构构造为约束第一轴段102和第一联接部分之间的相对横向移动,则该实施方式仅能补偿第一轴段102和第二轴段103之间的相对偏转。

若是想获得同时还能够补偿第一轴段102和第二轴段103之间的相对偏移的实施方式,则所述连接结构与所述离合结构可以以能够相协作的这种方式构造:在所述接合状态下允许所述第一轴段102和第二轴段103彼此相对地在相互垂直且垂直于所述轴向的两个方向上移动。

那么通过万向节结构和这种相协作的构造,在第一轴段102和第二轴段103接合时能够分别通过万向节结构补偿或冗余偏转、通过相协作的连接结构和离合结构补偿或冗余偏移,从而实现两个轴段之间顺畅平稳的扭矩传递。

在这种实施方式中,离合结构可以以类似上述的方式构造,即包括能够彼此型面配合且能够彼此横向移动的凸起和凹槽,但这里的凸起和凹槽不再需要构造为具有扇形截面或弧形截面。同样地,连接结构也可以以类似上述的方式构造,即包括能够彼此型面配合且能够彼此横向移动的凸起和凹槽,但这里的凸起和凹槽也是不再需要构造为具有扇形截面或弧形截面。此外,这里的连接结构可以包括以上述的弹性支撑件9033方式构造的弹性支撑件,用以连接第二联接部分和第二轴段103。

在上述技术方案的基础上,本公开还提供一种转向系统,该车辆转向系统包括上述车辆转向轴的离合机构。

在上述技术方案的基础上,本公开再提供一种车辆,该车辆包括上述车辆转向系统。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

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