专利名称：Fsae赛车方向盘快拆器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及赛车技术领域，尤指一种FSAE赛车方向盘快拆器。
技术背景赛车，特别是FSAE赛车，受到比赛规则和其他各种限制，其驾驶室的空间是非常有限的，驾驶室非常紧凑，布置座椅和方向盘非常困难。以FSAE赛车为例，2012年FSAE竞赛规则中规定外露的驾驶室长度方向的尺寸为600mm,有效长度为500mm,规定宽度方向的尺寸为550mm，有效宽度为400mm ;还要安装驾驶员座椅、仪表和方向盘等总成。在这么紧凑的空间中，还要坐驾驶员。规则还规定预演紧急情况逃生的时间，即驾驶员从坐在驾驶座位置到解开安全带跳出驾驶座位置，直到完全离开赛车两脚着地，身体任何部分不再接触赛车所花的时间要小于5秒。在这种一系列条件的限制下，方向盘只能做成可拆卸的，即驾驶员进出驾驶室的时候，先快速拆掉方向盘，让出空间，才能在那么短的时间和那么狭窄的空间当中离开赛车而逃生。方向盘快拆器的作用就是在需要的时候(驾驶中)装上，这时方向盘和转向轴连接，以便驾驶员操纵方向盘来控制赛车的转向；在不需要的时候(如驾驶员进出驾驶室或为防盗等目的而拿走方向盘)取下来，起到腾出空间及防盗等作用。因此方向盘快拆器的作用相当于方便快速拆卸和安装的一个联轴器。目前市场上的方向盘快拆器和各车队的方向盘快拆器，都是鉴于气动快速接头机构，就是风跑、风枪等气压管路中接插方便的那种气动快速接头的结构。这种快拆器主要由快拆器内圈、快拆器外圈、钢球、滑动卡套、止环、卡簧、回位弹簧等组成，内圈与转向轴(连转向器)相连，外圈与方向盘相连。当驾驶员双手平行的提起滑动卡套时，所有钢球将脱出内圈、外圈，此时内外圈可分离，可以将方向盘拆下；当需要安装方向盘时，也是双手平行的提起滑动卡套，所有钢球让出空间，再将外圈插入内圈，放手，内外圈结合，再适当的转动方向盘，让钢球卡住内外圈的孔中，便可传递扭矩。当然，再加上密封设计后的该机构，能确保密封，拆装方便，故在气压管路中，作为快速接头而广泛使用。如于2012年4月25日授权公告的公告号为CN202200941U号中国实用新型专利，即公开了一种类似的“快拆式防盗方向盘结构”。但该结构作为汽车方向盘快拆器，却有不少缺点。该机构的主要缺点如下I.零件多、结构复杂，由快拆器内圈、快拆器外圈、钢球、滑动卡套、止环、卡簧、回位弹簧等组成。由此所造成的制造、加工、装配等都相对复杂，成本高。2.当要传递力时，此机构不合理，在传递扭矩的过程当中，靠钢球的挤压才能传递内外圈上的扭矩。装配完成后，钢球被内圈、外圈的槽所包围，钢球接触内槽和外槽的接触面积较小，也就是说挤压应力很大，钢球很容易把内外圈的钢球槽挤压损坏。或者磨损后，拆装不灵活，间隙变大使得方向盘自由行程变大，失效等。3.拆装的操纵不方便，需要双手平行的向上提起滑动卡套并保持，小心翼翼平行的将方向盘往外拿才能拆下方向盘。稍微用力不均或经验不足，都难于顺利完成拆卸与安装。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种利用渐开线花键来传递扭矩、拆装快捷方便、工作可靠的FSAE赛车方向盘快拆器。为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是—种FSAE赛车方向盘快拆器,包括外圈及内圈，该外圈连接在方向盘上，该内圈通过转向轴与转向器连接；所述的外圈内壁和内圈外壁设有相互配合渐开线花键；该外圈垂直于轴线偏心位置设有一推杆容槽，该推杆容槽与外圈的内孔相通；该推杆容槽内安装有一推杆，该推杆侧面设有花键退让槽；所述内圈的花键外侧设有可与推杆配合的定位槽。所述推杆的内端设置有一回位弹簧。所述花键退让槽为环形。所述外圈上穿设有一安全卡销，该安全卡销穿过所述的环形花键退让槽。采用上述方案后，本实用新型所述的赛车方向盘快拆器，结构简单、工作可靠，拆装快捷、操纵方便，并可确保安全，不仅适合于FSAE赛车方向盘设计的需要，而且也适合对其他沙滩车、娱乐车及一些发烧友等对轿车方向盘的改装等方面的需求。甚至可以拆下汽车方向盘，作为汽车防盗的一种措施采用。更为具体的，本实用新型具有下述优点I.结构简单，可仅仅由回位弹簧、安全卡销、推杆、外圈及内圈组成，且各零件本身结构也非常简单，使得设计、制造，加工和装配方便，因此成本低。2.取消钢球作为传力元件，采用渐开线花键作为传递扭矩的载体，沿着圆周均匀布置的花键，受力均匀，同时大大增加了接触面积，减小了挤压变形的损坏和失效，延长了方向盘快拆器的使用寿命。而且，同直径的轴，采用花键连接比采用钢球连接能传递更大的扭矩。3.方向盘快拆器拆装方向盘的操纵非常方便，驾驶员只需单手按下推杆并保持，使推杆中间的花键退让槽与花键结合面配合，由于推杆在中间退让槽处直径较小，不能对花键的轴向进行锁止，此时相互连接的花键可以沿着花键轴向移动，驾驶员可以顺利的拿下方向盘进行逃生。4.不会引起误操作，锁止机构靠推杆，当装上方向盘后，推杆可以置于方向盘下面，赛车正常行驶时，驾驶员不方便把手伸到方向盘下面去按下推杆，因此可以有效防止误操作，确保安全。5.传递驾驶员作用在方向盘上的扭矩，是靠渐开线花键，花键传递扭矩可靠，使用寿命长。6.花键的轴向定位与锁止，是靠推杆内端侧面的外柱面来进行的，结构简单且安全有效。7.推杆脱出与否，关系到赛车在行驶过程中方向盘的花键是否还存在轴向锁止功能，因此，装配时候，可以用一个安全卡销对推杆进行轴向定位，即装上安全卡销后，推杆不能脱出推杆容槽，除非安全卡销被剪断，因此使用更安全。8.推杆作为花键轴向定位与锁止的杆件,可以在回位弹簧和安全卡销的共同限制下，巧妙地对花键的轴向移动进行锁止，且常态位置便是锁止位置，只有当压下推杆时，对花键轴向的锁止作用才被解除。这种快速锁止与快速解除锁止的设计，比市场上成熟轿车转向系统当中，采用螺栓对花键轴向进行锁止的机构，拆卸与安装要方便快捷得多。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是图I的A-A剖视图；图3是图I的左视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。本实用新型所揭示的是一种FSAE赛车方向盘快拆器，如图I至图3所示，为本实用新型的较佳实施例。所述的方向盘快拆器包括推杆3、外圈4及内圈5，还可进一步包括回位弹簧I和安全卡销2。其中所述的外圈4连接在方向盘上。所述的内圈5通过转向轴与转向器连接。该外圈与内圈与方向盘或者转向轴的连接结构可以与现有结构相同，其不是本案重点，不详细描述。本实用新型的关键是所述的外圈4内壁和所述的内圈5外壁设有相互配合渐开线花键6，通过该渐开线花键6连接并传递扭矩。所述的外圈4垂直于轴线偏心位置设有一推杆容槽41，该推杆容槽41与外圈4的内孔相通。所述回位弹簧I与推杆3安装在所述推杆容槽41内。该推杆3侧面设有花键退让槽31，为了方便加工，该花键退让槽31可以为环形。所述内圈5的花键外侧设有可与推杆3配合的定位槽51。安装完毕后,所述推杆3内端的侧壁与所述内圈5的定位槽51相互卡合,能起到锁止内圈花键轴向移动的功能，从而实现内圈5与外圈4的轴向定位与锁止，同时可对推杆3的径向进行定位。当驾驶员按下推杆3，推杆3内端继续往里伸，使推杆3的中间花键退让槽31与内圈5的花键锁止位置相对，由于推杆3中间的花键退让槽31处的外圆直径明显小于推杆3内端的外圆直径，所以此时，推杆3不能对花键的轴向定位并进行锁止，因此可以使内圈5和外圈4相互分离，从而可以方便自如地拆装方向盘。推杆3的外端侧面仍是大柱面，可起到径向定位的作用。所述推杆3的回位可以手拉回位，也可以在推杆3内端设置回位弹簧1，由该回位弹簧I来实现推杆3的回位。为了确保推杆3不至于脱出推杆容槽41而造成花键无轴向锁止功能。可以加设一安全卡销2，该安全卡销2穿于所述外圈5上，并穿过推杆3的环形花键退让槽31。当推杆3安装好后，该安全卡销2可以卡住推杆3的花键退让槽31的内端面，从而可以通过安全卡销2对推杆3的轴向进行锁止，当推杆3要脱出的话，因被安全卡销2卡住而无法脱出。[0040]另外，由于回位弹簧I和安全卡销2同时的作用，可令推杆3内端的大柱面在常位始终与花键结合面进行配合，以完成其对花键的轴向移动的锁止功能。 以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围。故但凡依本实用新型的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本实用新型专利涵盖的范围之内。
权利要求1.一种FSAE赛车方向盘快拆器,包括外圈及内圈，该外圈连接在方向盘上，该内圈通过转向轴与转向器连接；其特征在于所述的外圈内壁和内圈外壁设有相互配合渐开线花键；该外圈垂直于轴线偏心位置设有一推杆容槽，该推杆容槽与外圈的内孔相通；该推杆容槽内安装有一推杆，该推杆侧面设有花键退让槽；所述内圈的花键外侧设有可与推杆配合的定位槽。
2.根据权利要求I所述的FSAE赛车方向盘快拆器，其特征在于所述推杆的内端设置有一回位弹簧。
3.根据权利要求I或2所述的FSAE赛车方向盘快拆器，其特征在于所述花键退让槽为环形。
4.根据权利要求3所述的FSAE赛车方向盘快拆器，其特征在于所述外圈上穿设有一安全卡销，该安全卡销穿过所述的环形花键退让槽。
专利摘要本实用新型公开了一种FSAE赛车方向盘快拆器，包括外圈及内圈，该外圈连接在方向盘上，该内圈通过转向轴与转向器连接；所述的外圈内壁和内圈外壁设有相互配合渐开线花键；该外圈垂直于轴线偏心位置设有一推杆容槽，该推杆容槽与外圈的内孔相通；该推杆容槽内安装有一推杆，该推杆侧面设有花键退让槽；所述内圈的花键外侧设有可与推杆配合的定位槽。该快拆器采用简单的结构，利用渐开线花键来传递扭矩，不但工作可靠，传递扭矩大，而且拆装快捷方便、成本低。
文档编号B62D1/04GK202657088SQ20122026913
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者向铁明, 黄燕丽, 周水庭, 洪汉池, 李进宇 申请人:厦门理工学院