专利名称：车辆转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在两个具有不同方向的轴之间传递旋转的接头装置，特别涉及用于车辆转向的接头装置和球形万向节。
背景技术：
万向节系统用来在两个不在一条直线上的轴之间传递旋转或能量。十字轴式万向节指的是卡登接头(Cardan Joint)、钩接合和十字接头等，其可以经由具有四个十字形的轴部分的十字部件连接两个轴而构成。安置在彼此相对侧的所述两个轴部分通过各自轴的轭铁支撑。
球形万向节使得扭矩传递球置于外接头部件的内表面和内接头部件的外表面上分别形成的导向槽中，其中内接头部件的外表面适于配合在外接头部件中以在提供有内接头部件和外接头部件的两轴之间传递能量。
然而根据等速球形万向节，甚至在两轴之间存在交叉角时，两轴之间的旋转也可以等速，另一方面，十字轴式万向节其结构具有的缺陷为，在两轴之间存在交叉角时，两轴之间的旋转不等速。为了消除该缺陷，当使用十字轴式万向节作为接头装置时，在许多情况下，通过置入中间轴，可使用两组十字轴式万向节作为一对连接。在这种情况下，有必要如此整合这两组十字轴式万向节，使得它们各自的交叉角彼此相等并且两个十字部件旋转方向的相位要设置到预定的关系。
根据车辆转向装置，当路面的振动传递到把手(方向盘)时，转向感觉被恶化。因此，通过提供振动吸收器来使得路面的振动不会传递到方向盘。正常地，在两个轴之间置入振动隔离橡胶的橡胶接头装置被用作这样一种振动吸收器作为抗振动的对策。当橡胶接头装置被提供在接头装置的中间轴处时，其扭转刚度由于其结构而相当低。因此，当用较大的力旋转方向盘时，橡胶接头装置被显著扭曲。因此，上述的两个十字部件旋转方向的相位彼此偏离，通过结合所述十字轴式万向节而实现的等速性能被恶化。结果是，在传递扭矩时产生了振动。该运转也恶化了转向感觉。
另外，因为橡胶接头装置与振动隔离橡胶和其他部件组装在一起，并且存在大量的相关的许多部件，所以伴随该装置的是存在显著地制造误差。由于这些误差，在考虑相位时通过结合十字轴式万向节而实现的等速性能被恶化，这使得扭矩传递中产生振动并且恶化了转向感觉。虽然目前通过提高橡胶接头装置和其相关部件的精度或选择单个部件的结合来整合(匹配)来解决这些误差，但考虑到成本，这种对称不是优选的。虽然振动隔离橡胶部件提供有可被操作抵抗等量或更多扭转的止动器，但是当为了提高精度而减小其止动器角度时，也会产生一个问题，即难以实现一种可满足振动隔离功能的结构(专利对比文件1)JP-A-2000-257645(专利对比文件2)JP-UM-B-43494(专利对比文件3)JP-UM-B-3-25445
虽然，当用于转向装置时，内接头部件被连接到用于整合的输入轴或输出轴(例如；中间轴)或通过连接基部部件与内接头部件整合，但一般外接头部件整体形成有用于此的输入轴或输出轴。然而，为了其他部件设计的方便，与输入轴或输出轴连接的部件也可变成外轴。虽然在这种情况下，需要用来连接轴的联轴节，但当这样构造时，接头部分的旋转直径被增加了。另外，当轴的长度需要设置得更短时，存在联轴节不能被放置在期间的情况。因此，存在一种情况，即不能采用这种连接方法。另外，在这种情况下，联轴节需要独立准备，因此，联轴节本身的成本和其整合的成本增加了。
另外，上述的球形导向槽需要经历高精度地精磨(抛光)，因为扭矩传递球需要滚动。然而，内接头部件侧的球形导向槽形成在内部空间的内侧，这样扭矩传递球和外接头部件的外球面接头部分被包含在其内部空间中。另外，因为该空间形成在输入轴的端部或整体为实体的输出轴处，因此，该空间必要地提供有底部。即，需要精确地研磨具有带底的孔的内壁表面的槽。本身不是很容易研磨带底的孔的内壁表面，另外，其内侧的槽需要精确地研磨，因此，目前的状态是，时间和成本都耗费在研磨内接头部件侧的球形导向槽上。
{专利对比文件4}JP-A-2002-114155本发明是一种已经考虑到上述问题而执行的一种发明，其第一个问题是提供一种用于车辆转向装置的接头装置，在该装置中，转向扭矩中的振动微不足道，振动隔离功能极好，制造成本便宜。
另外，本发明是一种已经考虑到上述问题而执行的一种发明，其第二个问题是提供一种用于车辆转向装置的球形万向节，所述万向节能够与联轴节的配对物连接，而不用单独准备联轴节，即使在联轴节的配对物为轴(外轴)的情况下也是如此，能够在内接头部件侧构造连接部分和通过透孔构造内球面接头部分的空间，并且能够容易地研磨球形导向槽。另外，其第三个问题是从而以便宜的成本提供球形万向节。
发明内容
第一个问题通过以下装置解决。即，本发明第一方面的解决装置是一种车辆转向装置，一种用于车辆转向装置的接头装置，包括输入轴，用来从方向盘传递旋转，中间轴，包括上部中间轴、下部中间轴和用来连接所述上部中间轴和所述下部中间轴的缓冲联轴节，输出轴，用来驱动车辆一侧上的转向机构，以及分别连接所述输入轴和所述上部中间轴以及所述下部中间轴和所述输出轴的万向节，其特征在于，至少其量一个万向节为等速球形万向节。
根据本发明第二方面的解决装置，在用于本发明第一方面的车辆转向装置的接头装置中，两个所述万向节都为等速球形万向节。
根据本发明第三方面的解决装置，在用于本发明第一方面的车辆转向装置的接头装置中，其中一个所述万向节为所述等速球形万向节，另一个为十字轴式万向节。
根据本发明第四方面的解决装置，在用于本发明从第一方面到第三方面的车辆转向装置的接头装置中，所述等速球形万向节的交叉角被选择得大于所述十字轴式万向节的交叉角。
根据本发明第五方面的解决装置，在用于本发明从第一方面到第四方面的车辆转向装置的接头装置中，所述缓冲联轴节为使用橡胶作为缓冲材料的橡胶联轴节。
所述第二个和第三个问题通过以下装置解决。即，本发明第六方面的解决装置是一种车辆转向装置，包括外接头部件，所述部件包括构成圆柱形的第一连接基部和设置在第一连接基部轴线上并且具有球形外表面的外球面接头部分，内接头部件，所述部件包括构成圆柱形的第二连接基部和设置在所述第二连接基部的轴线上并且具有球形空间的内球面接头部分，其中所述球形外表面被固定在所述球形空间中，外球形导向槽，其形成在所述外球面接头部分的所述球形外表面处，内球形导向槽，其形成在所述内球面接头部分的所述球形空间的内表面处，扭矩传递球，其通过所述外球形导向槽和所述内球形导向槽引导，以及用来保持所述扭矩传递球的球形护圈，其特征在于每个第一连接基部和第二连接基部都包括至少一个到达每个连接基部的圆柱形内部的切口。
根据本发明第七方面的解决装置，在用于本发明第六方面的所述等速球形万向节中，一对用于紧固的法兰分别形成在每个第一连接基部和第二连接基部的所述切口的两侧，其中各对所述法兰形成有同轴的紧固孔。
根据本发明第八方面的解决装置，在用于本发明第六方面或第七方面的所述等速球形万向节中，内锯齿形成在每个第一连接基部和第二连接基部的圆筒的内表面处。
根据本发明第九方面的解决装置，在用于本发明从第六方面到第八方面任一方面的所述等速球形万向节中，第二连接基部的圆柱形孔和所述内球面接头部分之间的间隔形成有同轴穿透的透孔。
根据本发明第十方面的解决装置，在用于本发明第九方面的所述等速球形万向节中，所述透孔与防灰尘帽连接，所述防灰尘帽用来防止灰尘和污垢通过所述圆柱形孔和所述球形空间之间的所述圆柱形孔侵入到所述球形空间内部。
根据本发明第十一方面的解决装置，在用于本发明从第六方面到第十方面任一方面的所述等速球形万向节中，所述外接头部件和所述内接头部件之间的间隔设置有圆柱形的防灰尘保护罩，所述防灰尘保护罩具有用来防止灰尘和污垢侵入所述球形空间内部的柔性褶皱。
图1是示意图，示出应用了本发明的汽车的转向机构的整体；图2示出根据第一实施例的接头装置1的示意图，图2(A)是局部剖视图，图2(B)是沿线B-B所做的剖视图，图2(C)是沿线C-C所做的剖视图，图2(D)是沿线D-D所做的剖视图；图3示出根据第二实施例的接头装置1的示意图，图3(A)是局部剖视图，图3(B)是沿线B-B所做的剖视图，图3(C)是沿线C-C所做的剖视图，图3(D)是沿线D-D所做的剖视图；图4示出根据第三实施例的接头装置1的示意图，图4是局部剖视图，图4(B)是沿线B-B所做的剖视图，图4(C)是沿线C-C所做的剖视图；图5是示意图，示出应用了本发明等速球形万向节(第四实施例)的汽车的转向机构的整体；图6是根据第四实施例的球形万向节2的正视剖视图；图7是根据第四实施例的等速球形万向节2的下侧视图；图8(A)是沿图6线A-A所做的剖视图，图8(B)是沿图6线B-B所做的剖视图；图9是根据第五实施例的等速球形万向节2的正视剖视图；图10(A)是沿图9线A-A所做的剖视图，图10(B)是沿图9线B-B所做的剖视图；图11是根据第六实施例的等速球形万向节2的正视剖视图；图12是根据第七实施例的等速球形万向节2的正视剖视图；图13是沿图12线A-A所做的剖视图；图14是根据第八实施例的等速球形万向节2的正视剖视图。
另外，在图中的标记中，附图标记1指代接头装置，标记2、2L、2U、2’指代球形万向节，附图标记21、21’指代紧固螺栓，附图标记22指代内接头部分，附图标记221指代球形导向槽，附图标记23指代外接头部件，附图标记231指代球形导向槽，附图标记239指代外接头部分，附图标记24指代扭矩传递球，附图标记25指代球形护圈，附图标记26指代保护罩，附图标记261指代联轴器圆筒，附图标记262指代橡胶衬套，附图标记263指代止动销，附图标记264指代侧孔，附图标记27指代轴孔，附图标记271指代槽孔，附图标记272指代螺栓孔，附图标记273指代间隙孔，附图标记3指代中间轴，附图标记30指代缓冲联轴节，附图标记301指代橡胶联轴节，附图标记302指代橡胶联轴节，附图标记31指代上部中间轴，附图标记32指代下部中间轴，附图标记35指代振动隔离橡胶部件，附图标记351指代螺栓孔，附图标记352指代螺栓，附图标记353指代隔套，附图标记354指代套管，附图标记355指代螺母，附图标记356指代止动器，附图标记357指代接触侧，附图标记38指代法兰，附图标记381指代螺栓孔，附图标记4指代十字轴式万向节，附图标记42指代第一轭铁臂对，附图标记43指代第二轭铁臂对，附图标记432指代下部中间轴，附图标记44指代输出轭铁部件，附图标记45指代十字轴部件，附图标记47指代轴孔，附图标记472指代螺栓孔，附图标记473指代间隙孔，附图标记51指代方向盘，附图标记52指代转向柱管，附图标记521指代轮轴，附图标记522指代调节杆，附图标记6指代车体侧转向机构，附图标记61指代输入轴，标记T指代间隙，附图标记7指代外接头部件，附图标记71指代第一连接基部，附图标记711指代切口，附图标记712指代法兰，附图标记713指代螺栓孔，附图标记714指代间隙孔，附图标记715指代内锯齿，附图标记72外球面接头部分，附图标记721指代外球形导向槽，附图标记73指代焊接部分，附图标记8指代内接头部件，附图标记81指代第二连接基部，附图标记811指代切口，附图标记812指代法兰，附图标记813指代螺栓孔，附图标记814指代间隙孔，附图标记815指代内锯齿，附图标记816指代圆柱形孔，附图标记82指代内球面接头部分，附图标记821指代内球形导向槽，附图标记823指代球形空间，附图标记881指代扭矩传递球，附图标记882指代球形护圈，附图标记883指代孔，附图标记91指代车辆主体，附图标记95指代防灰尘保护罩，附图标记95指代防灰尘帽。
具体实施例方式
第一实施例图1是示意图，示出应用了本发明的汽车的转向机构的整体。该图示出从车辆侧转向机构6往上的部分。转向柱管52被固定到车辆主体91上，这样它的倾角可通过调节杆522进行调节。轮轴521通过被其穿入内部的转向柱管52可旋转地支撑着，并且方向盘51固定到轮轴521的上端。接头装置1被连接到另一端，即转向柱管52的下端侧。
接头装置1在其上侧和下侧提供有等速球形万向节2、2，以及在其中间提供有连接各联轴节的中间轴3。各球形万向节2通过紧固螺栓21分别连接到轮轴521和车体侧转向机构6的输入轴61。交叉角α和β是等速球形万向节2的交叉角，并且是分别由轮轴521和输入轴61的中心轴线相对于转向轴3的中心轴线所成的角度。中间轴3设置有缓冲联轴节30。
图2示出了根据第一实施例的接头装置1的示意图，图2(A)是局部剖视图，图2(B)是沿线B-B所做的剖视图，图2(C)是沿线C-C所做的剖视图，图2(D)是沿线D-D所做的剖视图。
接头装置1包括如下部件。中间轴3的两端分别形成有构成部分等速球形万向节2的内侧接头部分22。
在等速球形万向节2的内接头部分22的前端附近形成球形，并且球形导向槽221形成有其球面。同时，外接头部件23设置有具有球形形状凹部的外接头部分239，并且凹部形成为球形导向槽231。两个球形导向槽221、231都沿中间轴3和外接头部件23的轴向延伸，并且内接头部分22和外接头部件23通过将公共扭矩传递球24可滚动地固定在槽中而可旋转的彼此连接。
内表面与内接头部分22的球面互补的球形护圈25被制造得可围绕球面中心旋转同时夹持扭矩传递球24。内接头部分22和外接头部分239的边界附近被包括有柔性盖的保护罩26覆盖以防止灰尘和污垢从外部侵入。
外接头部件23包括轴孔27，所述轴孔27分别被固定到轮轴521和车体侧转向机构6的输入轴61，并且轴孔27设置有槽孔271。通过将紧固螺栓21拧入设置在槽孔271两侧的间隙孔273和螺栓孔272，外接头部件23被分别固定到轮轴521和输入轴61。通过在接头装置1的相同侧提供间隙孔273，附图2所示，这样在整合到车体上时，紧固螺栓21的紧固操作可从相同方向执行，从而提高了操作效率。
根据第一实施例的中间轴3被分隔为上部中间轴31和下部中间轴32。下面示出的橡胶联轴节301被提供作为其间的缓冲联轴节30。即，上部中间轴31和下部中间轴32彼此反向的端部分别形成有臂状的法兰38。在各法兰38彼此相同的位置处分别形成有两个螺栓孔381。圆板状的振动隔离橡胶部件35沿横向设置有四个螺栓孔351。通过置入振动隔离橡胶部件35，通过将彼此相对的两个法兰38的螺栓孔381的相位交替90度偏移来设置这两个法兰38。从而，振动隔离橡胶部件35的四个螺栓孔351和各法兰的螺栓孔381被对准为直线，并且四个螺栓352分别穿过它们来固定。
以下将给出上述结构的更详细的说明。套管354被固定到振动隔离橡胶部件35的螺栓孔351中，圆筒形的隔套353被进一步固定到从振动隔离橡胶部件35突出的部分套管354。螺栓352被插入到套管354中并通过螺母355和下面提到的止动器356紧固从而固定。通过这种结构，上部中间轴31和下部中间轴32通过置入振动隔离橡胶部件35而连接，金属不会彼此接触并且因此下部中间轴32的振动被振动隔离橡胶部件35吸收，从而很难传递到上部中间轴31。
上述的止动器356分别由半月形状构成并且通过上述螺栓352在其中心处被固定。在与止动器356的半月和隔套353的弦一致的接触侧357之间分别形成间隙T。通过提供间隙T，当在上部中间轴31和下部中间轴32之间作用较小的力时，例如当振动从下部中间轴32传递时，允许振动隔离橡胶部件35在间隙T的间隔中变形从而发生作用以吸收振动。另外，当施加较大的扭矩时，止动器356可与隔套353接触，因此转向扭矩稳定地从上部中间轴31传递到下部中间轴432，从而使得方向盘的操作可被安全执行。
如上所述，根据第一实施例的用于车辆转向装置的接头装置使用两个等速球形万向节，因此，当联轴节和中间轴被整合时，没有必要执行复杂的相位匹配并且提高了其精度并减小了成本。另外，根据该接头装置，虽然使用了橡胶联轴节，但是万向节为等速球形万向节，因此，不会产生如在使用十字轴式万向节时的扭矩变化，因此，操作方向盘的感觉没有因扭矩上的变化而恶化。此外，来自车体侧的振动被橡胶联轴节吸收，因此可维持极好的操作感觉。另外，即使在紧急情况时由于方向盘的操作而施加较大的扭矩时，止动器也可与隔套接触并且将扭矩传递到下部中间轴，因此在这方面，转向装置的安全也可以被提高。
第二实施例虽然根据第二实施例的接头装置1在上侧和下侧提供有等速球形万向节2L、2U并且在中间提供有与第一实施例相似的连接各联轴节的中间轴3，但是主要差别在于，关于一侧上的等速球形万向节2U，第一实施例的内接头部分22和外接头部分239之间的关系被颠倒，并且缓冲联轴节30的结构与其不同。
关于第一方面，简单地为方向的不同，因此，在说明等速球形万向节本身的结构时，可参考第一实施例的说明，并且在下文中，将仅给出具有不同结构的缓冲联轴节的说明。图3示出了根据第二实施例的接头装置1的示意图，图3(A)是局部剖视图，图3(B)是沿线B-B所做的剖视图，图3(C)是沿线C-C所做的剖视图，图3(D)是沿线D-D所做的剖视图。
如图所示，中间轴3的一侧(图3的左侧)形成有与第一实施例相似的构成部分等速球形万向节2L的内接头部分22，另一侧(图3的右侧)形成有外接头部分239。与球形形状的凹部相对的外接头部分239的侧面提供有位于与球形凹部相对的外接头部分239的侧面和中间轴3之间的构成缓冲联轴节30的橡胶联轴节302，该橡胶联轴节302具有与第一实施例结构不同的结构。橡胶联轴节302的结构如下。
与外接头部分239整合形成的联轴器圆筒261的内侧与圆柱形的橡胶衬套262压配合，橡胶衬套262的内侧与上部中间轴31压配合。上部中间轴31与止动销263固定在一起，止动销263突出到设置在联轴器轴261处的侧孔264中。在侧孔264的内表面和止动销263突出部分的外表面之间设置有间隙T。
外接头部件23和中间轴3经由橡胶衬套262连接，因此，当从中间轴3传递振动时，允许橡胶衬套262在间隙T的间隔处变形从而发生作用以吸收振动。另外，当施加较大的扭矩时，止动销263可与侧孔262的内表面接触，因此，可稳定地传递转向扭矩，从而使得方向盘的操作安全执行。
如上所述，与第一实施例相似，根据第二实施例的用于车辆转向装置的接头装置使用两个等速球形万向节，因此，在整合联轴节和中间轴时，没有必需执行复杂的相位匹配，或者提高了其精度并因此减小了成本。另外，根据该接头装置，虽然使用了橡胶联轴节，但是万向节为等速球形万向节，因此，不会产生如使用十字轴式万向节时的扭矩变化，因此，方向盘的操作感觉没有因扭转变化而恶化。此外，来自车体侧的振动被橡胶联轴节吸收，因此可维持极好的操作感觉。另外，即使在紧急情况时由于方向盘的操作而施加较大的扭矩时，扭矩也可以通过使止动器与侧孔的内表面接触而被传递，因此在这方面，转向装置的安全也可被提高。
第三实施例根据第三实施例，根据第一实施例的其中一个等速球形万向节被替换为十字轴式万向节。关于等速球形万向节2和缓冲联轴节30(橡胶联轴节301)，可参考第一实施例的说明，将仅参考图4给出十字轴式万向节4的一部分的简单说明。十字轴式万向节4的输出轭铁部件44设置有用来固定到车体侧转向机构6的输入轴61的轴孔47，并且轴孔47设置有槽孔471。输出轭铁部件44通过将紧固螺栓21拧到形成在槽孔471两侧的间隙孔473和螺栓孔472而固定到输入轴61。输出轭铁部件44进一步形成有包括一对臂的第二轭铁臂对43。
十字轴部件45提供有四片以十字形形状延伸的轴部分，并且各侧上彼此相对的轴部分分别通过第一轭铁臂对42和第二轭铁臂对43轴向支撑。中间轴3和输出轭铁部件44通过置入传递旋转的十字轴部件45连接。
如已经说明过的那样，虽然在一侧通过十字轴式万向节4连接的两个轴的速率不相等，因此，传递的扭矩也被改变，通过在等速球形万向节2的另一侧指定较大的交叉角α，可以减小十字轴式万向节4处的交叉角。
因此，可减小接头装置1的扭矩变化，不仅可基本防止影响转向感觉的不利影响，而且可通过吸收振动来防止转向感觉恶化，因为提供了橡胶联轴节301的缓冲联轴节30等。
如上所述，根据第三实施例的用于车辆转向装置的接头装置，为等速球形万向节指定了较大的交叉角，因此，可减小十字轴式万向节处产生的扭矩变化，并且通过在一侧使用便宜的十字轴式万向节，接头装置的总体成本也被降低。另外，还是在整合时，没有必要执行复杂的相位匹配，并且提高了其精度，因此在这方面，也可以降低成本。
第四实施例图5是示意图，示出了应用了本发明球形万向节(第四实施例)的汽车的转向机构的总体。该图示出了从车体侧转向机构6往上的部分。转向柱管52与车辆主体91固定在一起，从而其倾角可通过调节杆522进行调节。轮轴521通过被其穿入内部的转向柱管52可旋转地支撑着，并且方向盘51固定到轮轴521的上端。接头装置1被连接到另一端，即，转向柱管52的下端侧。
接头装置1在其下侧提供有等速球形万向节2，在上侧提供有等速球形万向节2’，在中间提供有连接各万向节的中间轴3，并且中间轴3整合形成有等速球形万向节2’的外球面接头部分。各等速球形万向节2、2’被分别连接到轮轴521、中间轴3和车体侧转向机构6的输入轴61。交叉角α和β为等速球形万向节2的交叉角，并且为轮轴521和输入轴61的中心轴线相对于中间轴3中心轴线所成的角。根据该实例，作为处在下侧的等速球形万向节2示出了本发明的目的，并且将在下文给出其说明。
图6是根据第四实施例的等速球形万向节2的正视剖视图，图7是下侧视图，图4(A)是沿图6线A-A所做的剖视图，图4(B)是沿图6线B-B所做的剖视图。
外接头部件7提供有构成圆柱形的第一连接基部71，外球面接头部分72设置在第一连接基部71的轴线上并且具有球形的外表面。另外，内接头部件8提供有构成圆柱形的第二连接基部81，并且内球面接头部分82设置在第二连接基部81的轴线上并且具有与球形外表面配合的球形空间823。
外球面接头部分72的球形外表面形成有外球形导向槽721，内球面接头部分82的球形空间823的内表面形成有内球形导向槽821。扭矩传递球881被固定到外球形导向槽721和内球形导向槽821中，并且通过导向槽引导。通过外球形导向槽721、内球形导向槽821和扭矩传递球881这三个部件，可在外接头部件7和内接头部件8之间传递旋转，甚至在外接头部件7和内接头部件8的轴线方向彼此不同时，这种情况下的旋转率也可保持恒定。
球形护圈882从球形空间内侧固定到球形空间823，进一步，从外球面接头部分的外侧固定到外球面接头部分72的球形外表面，因此扭矩传递球881被保持在设置在球形护圈882处的孔883内侧，从而防止了扭矩传递球881从各个导向槽脱离。
第一连接基部71和第二连接基部81提供有切口711、811，它们具有至少1.5-6mm的宽度，优选地，为2-4mm，所述切口到达各个圆柱形圆筒的内侧，并且通过紧固所述槽的间距，等速球形万向节2被连接到分别设置在其外侧的外轴(到达等速球形万向节2的输入轴和从该处出来的输出轴)。
紧固结构如下。即，第一连接基部71和第二连接基部81的切口711、811两侧分别形成有用于紧固的成对的法兰712、812，并且各对法兰712、812同轴地在一侧形成有螺栓孔713、813，在另一侧形成有间隙孔714、814。螺栓孔为JIS的M8×1.25或M10×1.2。紧固螺栓从间隙孔714、814侧穿过并拧入到螺栓孔713、813。通过紧固所述紧固螺栓21，切口711、811的间隔变窄，因此，在联轴节和外轴(未示出)之间产生连接关系。虽然连接可通过摩擦力产生，但为了使连接更牢固，在第一连接基部71和第二连接基部81的圆筒的内表面处形成有内锯齿715、815以与外轴的外锯齿几何啮合。另外，代替所述锯齿，也可采用花键形状、椭圆形状、多边形形状的几何约束来连接。另外，两个紧固孔都可以通过由螺栓和螺母紧固的间隙孔来构成。
另外，螺栓孔713、813和间隙孔714、814基本上沿相同的方向形成，从而，螺栓21的插入方向变得基本相同，并且在整合到车辆时，便捷了整合操作。当灰尘和污垢侵入外球形导向槽721、内球形导向槽821和扭矩传递球881的相对移动部分时，不仅加速了磨损而且由于卡入的灰尘和污垢，在扭矩中产生了非常小的变化(卡嗒卡嗒的感觉)，因此转向感觉恶化了。为了防止灰尘和污垢以这样的方式侵入球形空间823内部，在外接头部件7和内接头部件8之间提供了具有柔性褶皱并由橡胶或树脂制成的圆柱形防灰尘保护罩95以覆盖该部分。
第二连接基部81的圆柱形孔816和内球面接头部分82的球形空间823构成一种连续，从而形成了同轴穿透的透孔。球形导向槽821、721需要经受高精度地精磨(抛光)以滚动扭矩传递球。然而，外接头部件8侧面的内球形导向槽821形成在内部空间(球形空间823)的内侧处以包含扭矩传递球881并在其内侧包括外接头部件7的外球面接头部分72。在背景技术中，球形空间823是有底的(即，没有穿透)，因此，当在狭窄的空间内从一侧提供研磨溶液同时在其中放入磨石时，非常难以研磨内部的球形导向槽821，因此，目前的状态是，时间和成本都消耗在了研磨内接头部件8侧面的内球形导向槽821上。
根据本发明的等速球形万向节，通过圆柱形孔816和球形空间823形成透孔，因此，可从其两侧到达研磨部分，因此，上述的困难被显著地减小并且研磨的时间和成本被降低。另外，通过以这种方式穿透，在内锯齿815工作时，可采用高效的拉削，因此降低了成本。对于外接头部件7和内接头部件8可采用冷锻、热锻和机械加工。
第五实施例图9是根据第五实施例的等速球形万向节2的正视剖视图，图10(A)是沿图9线A-A所做的剖视图，图10(B)是沿图9线B-B所做的剖视图。第五实施例是通过热锻制造外接头部件7、内接头部件8的实例。因为内接头部件8侧面的法兰812没有在法兰812和内球面接头部分82之间提供约束部分，虽然其重量稍微增加，但可实现的优点是其结构被简化并且其总长度被缩短。第五实施例的其他部分与第四实施例的其他部分相似，因此，可参考第四实施例的说明，将省略其重复的说明。
第六实施例图11是根据第六实施例的等速球形万向节2的正视剖视图。根据该实例，外接头部件7包括第一连接基部71和外球面接头部分72这两个将要彼此配合的部分，并且其配合部分被焊接(焊接部分73)。第六实施例的其他部分与第一和第二实施例的其他部分相似，因此，可参考第一和第二实施例的说明，其重复的说明将被省略。当外接头部件7的总长度需要延长时，等速球形万向节2实现的优点是能够以相对低的成本制造。第一连接基部71可通过冷锻、温锻或热锻以及机械加工来生产。
第七实施例图12是根据第七实施例的等速球形万向节2的正视剖视图，图13是沿图12线A-A所做的剖视图。与第六实施例相似，根据该实施例，外接头部件7包括第一连接基部71和外球面接头部分72这两个将要彼此配合的部分，并且配合部分被焊接。第一连接基部71通过板状部件制造，各个法兰712的部分被折回。因为球形空间823与圆柱形孔816是连续的，所以需要考虑从切口811侵入的灰尘和污垢到达球形空间823的内侧，因此，提供了隔开圆柱形孔816和球形空间823的防灰尘盖96。防灰尘盖96还可以防止球形空间823内侧的润滑脂流出。不但在该实施例中而且在其他的圆柱形孔816和球形空间823是连续的形成透孔的实施例中都可采用该防灰尘盖96。第七实施例的其他部分与上述其他实施例的其他部分相似，因此，可参考其他实施例的说明，其重复的说明将被省略。
第八实施例图14是根据第八实施例的等速球形万向节2的正视剖视图。根据该实施例，防灰尘保护罩95的一部分被打开。当在车厢中使用等速球形万向节2时，具有这种结构的保护罩经常是足够的。当提供交叉角时，防灰尘保护罩95仅稍微与内球面接头部分82的外侧接触或更本不与其接触，因此，实现的优点是不会产生具有如完全封闭等速球形万向节2时的一定量级的负荷扭矩(折弯扭矩)。另外，防灰尘保护罩95也可以设置到内球面接头部分82侧。第八实施例的其他部分与上述其他实施例的其他部分相似，因此，可参考其他实施例的说明，其重复的说明将被省略。
工业适用性根据本发明的接头装置，在整合操作中没有必要执行复杂的相位匹配并且可提高其精度，因此，不仅成本可被降低，而且由于不会如仅使用十字轴式万向节时在扭矩中产生较大的变化，方向盘的操作感觉也不会被扭矩中的变化恶化，因为等速球形万向节被用作万向节同时使用了橡胶联轴节。另外，来自车体侧的振动被橡胶联轴节吸收，因此，可维持极好的操作感觉。另外，即使在紧急情况时由于方向盘的操作而施加较大的扭矩时，扭矩也可通过操作止动器来传递，因此，转向装置的安全可被提高。
根据本发明的等速球形万向节，等速球形万向节可被连接到联轴节的配对物上，而不用单独准备联轴节，甚至在联轴节的配对物为轴(外轴)时也是如此，另外，内接头部件侧的接头部分和内球面接头部分的空间包括透孔，因此，实现了一种效果，即，能够相当容易地研磨球形导向槽。另外，从而，实现了一种效果，即，能够以便宜的成本提供等速球形万向节。
权利要求
1.一种车辆转向装置，一种用于所述车辆转向装置的接头装置，包括输入轴，用来从方向盘传递旋转；中间轴，包括上部中间轴、下部中间轴和用来连接所述上部中间轴和所述下部中间轴的缓冲联轴节；输出轴，用来驱动车辆侧的转向机构；和分别连接所述输入轴和所述上部中间轴以及所述下部中间轴和所述输出轴的万向节，其特征在于，至少一个万向节为等速球形万向节。
2.根据权利要求1所述的车辆转向装置，其特征在于两个所述万向节都为等速球形万向节。
3.根据权利要求1所述的车辆转向装置，其特征在于其中一个所述万向节为所述等速球形万向节，另一个为十字轴式万向节。
4.根据权利要求1到3任何一项权利要求所述的车辆转向装置，其特征在于所述等速球形万向节的交叉角被选择得大于所述十字轴式万向节的交叉角。
5.根据权利要求1到4任何一项权利要求所述的车辆转向装置，其特征在于所述缓冲联轴节为使用橡胶作为缓冲材料的橡胶联轴节。
6.一种车辆转向装置，包括外接头部件，包括圆柱形的第一连接基部和设置在所述第一连接基部轴线上并且具有球形外表面的外球面接头部分；内接头部件，包括圆柱形的第二连接基部和设置在所述第二连接基部的轴线上并且具有球形空间的内球面接头部分，其中所述球形外表面被固定在所述球形空间；外球形导向槽，其形成在所述外球面接头部分的所述球形外表面处；内球形导向槽，其形成在所述内球面接头部分的所述球形空间的内表面处；扭矩传递球，其通过所述外球形导向槽和所述内球形导向槽引导；和用来保持所述扭矩传递球的球形护圈，其特征在于每个第一连接基部和第二连接基部都包括至少一个到达每个连接基部的圆筒内部的切口。
7.根据权利要求6所述的车辆转向装置，其特征在于一对用于紧固的法兰分别形成在每个第一连接基部和第二连接基部的所述切口的两侧，其中各对所述法兰形成有同轴的紧固孔。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的车辆转向装置，其特征在于内锯齿形成在每个第一连接基部和第二连接基部的圆筒的内表面处。
9.根据权利要求6-8任何一项权利要求所述的车辆转向装置，其特征在于所述第二连接基部的圆柱形孔和所述内球面接头部分之间的间隔形成有同轴穿透的透孔。
10.根据权利要求9所述的车辆转向装置，其特征在于所述透孔与防灰尘帽连接，所述防灰尘帽用来防止灰尘和污垢通过所述圆柱形孔和所述球形空间之间的所述圆柱形孔侵入到所述球形空间内部。
11.根据权利要求6-10任何一项权利要求所述的车辆转向装置，其特征在于所述外接头部件和所述内接头部件之间的间隔设置有圆柱形的防灰尘保护罩，所述防灰尘保护罩具有用来防止灰尘和污垢侵入所述球形空间内部的柔性褶皱。
全文摘要
一种车辆转向装置，包括一种连接装置，所述连接装置具有用来从方向盘传递旋转的输入轴，具有上部中间轴、下部中间轴和用来彼此连接这些轴的缓冲联轴节的中间轴，用来驱动车辆侧转向机构的输出轴，和连接所述输入轴和所述上部中间轴以及所述下部中间轴和所述输出轴的万向节。至少任一万向节被形成为等速球形万向节。
文档编号F16D3/84GK1823232SQ20048001999
公开日2006年8月23日 申请日期2004年5月11日 优先权日2003年7月11日
发明者关根博 申请人:日本精工株式会社, 恩斯克转向器株式会社