中间轴的制作方法

1.本发明涉及一种中间轴。


背景技术：

2.通常，中间轴连接转向柱和转向齿轮，从而传递动力和吸收冲击。最近，随着车辆变得大型化并具有更高性能化，要求比以前更长的中间轴。
3.这是因为，在引擎盖(bonnet)的长度较长的大型乘用车、高性能车、大型卡车中，转向柱和转向齿轮之间的间距相对较长。
4.传统的中间轴的结构包括：中空形状的第一轴；以规定长度插入到第一轴的第二轴；设置在第一轴的外侧端的第一万向接头(universal joint)；以及结合于第二轴的外侧端的第二万向接头。
5.为了能够吸收车辆发生碰撞时的冲击，需要第二轴可以向第一轴的内部进行滑动移动的结构，并且在第一轴的内侧形成具有规定长度的槽，而且在第二轴的外侧还包括与第一轴的槽形状结合且可进行滑动移动的滚珠。
6.对于具有这种结构的现有中间轴而言，仅仅增加所述中间轴的长度，由此可以适用于大型及高性能车辆，但是存在传递动力的稳定性降低，发生事故时无法充分确保破坏行程(collapse stroke)的问题。
7.此外，在发生碰撞、非正常工作等情况下存在轴脱离的问题。


技术实现要素：

8.发明要解决的问题
9.本发明是为解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种在发生碰撞时能够确保足够的破坏行程，并且能够防止轴脱离的中间轴。
10.用于解决问题的手段
11.根据本发明的各种实施例的中间轴，其包括：第一中空轴部，在所述第一中空轴部的内周面形成有沿其长度方向延伸的多个槽；第二中空轴部，在所述第二中空轴部的一端结合有第一滑动构件，所述第一滑动构件可容纳于所述第一中空轴部的内部，当发生碰撞时，所述第一滑动构件向所述第一中空轴部的内部进行滑动移动；以及轴部，在所述轴部结合有第二滑动构件，所述第二滑动构件可容纳于所述第二中空轴部的内部，在发生碰撞时，所述第二滑动构件向第二中空轴部的内部进行滑动移动，在所述第一中空轴部的内周面可以凸出形成有第一压入部，所述第一压入部对所述第一滑动构件进行施压并支撑。
12.优选地，所述第一压入部可以形成在所述第一中空轴部的与所述第一滑动构件的初始位置相对应的第一位置。
13.优选地，所述第一压入部可以形成为分别对所述第一滑动构件的在轴向上彼此隔开的部分进行施压。
14.优选地，所述第一滑动构件可以沿所述第一中空轴部的内周面以规定间隔隔开而
形成。
15.优选地，所述第一压入部可以向所述第一滑动构件提供抵抗碰撞力的阻力。
16.优选地，在所述第一中空轴部的一端的内周面可以凸出形成有所述第二压入部，所述第二压入部用于防止所述第一滑动构件从所述第一中空轴部脱离。
17.更优选地，所述第二压入部的凸出长度可以形成为大于所述第一压入部的凸出长度。
18.发明效果
19.根据本发明的各种实施例的中间轴，当发生碰撞事故时，分别在轴部和第二中空轴部之间以及第二中空轴部和第一中空轴部之间实现滑动移动，因此能够迅速地缩短所述中间轴的轴向长度，从而能够提高破坏行程，进而提高冲击吸收效率，同时通过第一压入部提高最小破坏载荷(collapse load)，从而能够确保安全性。
20.此外，通过形成第二压入部，能够防止第二中空轴部在发生碰撞、非正常工作等情况下从第一中空轴部脱离。
附图说明
21.图1是根据本发明的优选实施例的中间轴的分解立体图。
22.图2是根据本发明的优选实施例的中间轴的立体图。
23.图3是放大表示形成在图1的第一中空轴部的第一压入部以及第二压入部的局部的立体图。
24.图4是表示根据本发明的优选实施例的中间轴的轴部和第一中空轴部之间出现破坏时的初始状态的剖视图。
25.图5是表示第一滑动构件在图4的初始位置被第一压入部施压并支撑时的状态的放大剖视图。
26.图6是表示图5的第一滑动构件向第一中空轴部的内侧滑动移动的状态的放大剖视图。
27.图7是表示本发明的一实施例中的第一压入部和第二压入部的相对高度的局部剖视图。
28.附图标记说明
29.10：第一中空轴部
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41：凸起
30.11、21：槽
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50：第二滑动构件
31.20：第二中空轴部
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51：滚珠
32.30：轴部
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110：第一压入部
33.40：第一滑动构件
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120：第二压入部
具体实施方式
34.下面，将参照附图详细说明本发明的实施例，使得本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易实施。本发明可以以各种不同的形式实现，不限于本文中说明的实施例。
35.下面，为便于说明，将参照示例性的附图对本发明的部分实施例进行说明。在为各附图的部件加上附图标记时，对于相同部件，即使显示在不同附图上，也尽可能用相同的附
图标记来表示。
36.本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应限于通常或词典中的含义，应基于发明人可以适当地定义术语的概念以用最佳方法去说明自己的发明的原则，解释为符合本发明的技术思想的含义和概念。此外，在说明本发明的实施例的组件时，可以使用第一、第二、a、b、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于将该组件与其他组件区分开来，并且该组件的本质、顺序或序列等不会因该术语而受到限制。当一个组件被描述为“连接”或者“结合”到另一个组件时，应理解为该组件可以直接地连接或者结合到其他组件，该组件和其他组件之间还可以通过另一个组件“连接”或者“结合”。
37.因此，本说明书中所描述的实施例和附图中所示的配置仅为本发明的最优选的实施例，并非代表本发明的所有技术思想，因此应理解为，在申请本发明时还可能存在可替代这些的各种等同物和变形例子。此外，可能不必要地模糊本发明的主题的公知功能和配置的详细说明将被省略。
38.以下，将参照附图详细说明根据本发明的各种实施例的中间轴。
39.图1是根据本发明的优选实施例的中间轴的分解立体图，图2是根据本发明的优选实施例的中间轴的立体图，图3是放大表示形成在图1的第一中空轴部的第一压入部以及第二压入部的局部的立体图，图4是表示根据本发明的优选实施例的中间轴的轴部和第一中空轴部之间出现破坏时的初始状态的剖视图，图5是表示第一滑动构件在图4的初始位置被第一压入部施压并支撑时的状态的放大剖视图，图6是表示图5的第一滑动构件向第一中空轴部的内侧滑动移动的状态的放大剖视图，图7是表示本发明的一实施例中的第一压入部和第二压入部的相对高度的局部剖视图。
40.参考图1至图7，根据本发明的各种实施例的中间轴(shaft)可以包括第一中空轴部10、第二中空轴部20以及轴部30。
41.第一中空轴部10可以形成为中空的管形状。在第一中空轴部10的一端可以结合有万向接头等接头。第一中空轴部10的另一端被开放，由此与中空连通，并且可以容纳第二中空轴部20的至少一部分。
42.在第一中空轴部10的中空的内周面形成有沿其长度方向延伸而成的多个槽11。多个所述槽11可以向第一中空轴部10和第二中空轴部20之间传递旋转力，同时第二中空轴部20在发生碰撞时沿槽11的形成方向插入到第一中空轴部10的内部，从而能够缓解冲击。在第一滑动(slip)构件40的结合到第二中空轴部20的一端的部分形成有凸起41，所述凸起41可以与槽11形状结合。
43.在第一中空轴部10的内周面一侧可以形成有向半径方向内侧凸出的第一压入部110，所述第一压入部110用于对第一滑动构件40进行施压。第一压入部110可以向第一滑动构件40提供能够抵抗碰撞力的阻力。如图5所示，第一压入部110可以形成在第一中空轴部110的与第一滑动构件40的初始位置相对应的的位置处。第一滑动构件40的初始位置可以是指，第一滑动构件40因发生碰撞而滑动移动之前的位置。第一压入部110可以从第一中空轴部10的内周面向半径方向内侧凸出第一高度h1而形成。
44.在示例性的实施例中，第一压入部110可以沿轴向分离(隔开间隔)形成，由此分别对第一滑动构件40的在轴向彼此隔开的部分进行施压。第一滑动构件40可以沿所述第一中空轴部10的内周面以规定间隔隔开而形成。
45.在另一个实施例中，第一压入部110可形成为环(ring)形状，以沿第一滑动构件40的外周连续地对第一滑动构件40进行施压。然而，显而易见的是，第一压入部110的形状并不限于上述示例，只要能够通过对第一滑动构件40的外周面进行施压来提供压力，就可以形成为任何形状。
46.在第一压入部110可以连续地形成有槽11，所述槽11形成在第一中空轴部10的内周面上。这是，为了通过第一压入部110向第一滑动构件40提供阻力，并且在碰撞力超过阻力的情况下，可以使第一滑动构件40沿着槽11连续地进行滑动移动，从而能够起到缓冲作用。
47.在示例性的实施例中，为了使第一压入部110向第一滑动构件40提供足够的按压力，第一滑动构件40的凸起41和第一中空轴部10的槽11之间可以以存在规定间隙的方式松散地形状结合。
48.在示例性的实施例中，第一压入部110可以通过对第一中空轴部10的外周面进行冲压(press)加工形成。此时，第一压入部110优选在第一滑动构件40与第一中空轴部10结合之前的过程中预先形成。这是因为，可以在将第一滑动构件40插入第一中空轴部10的中空的过程中，通过测量第一压入部110对第一滑动构件40施加的加压力来预测由第一压入部110所引起的最大破坏载荷。
49.在第一中空轴部10的内周面可以形成有向半径方向内侧凸出而成的第二压入部120，所述第二压入部120用于防止第一滑动构件40从所述第一中空轴部10脱离。如图7所示，第二压入部120可以以高于第一压入部110的第一高度h1的第二高度h2凸出形成。
50.在一实施例中，第二压入部120可以形成在第一中空轴部10的长度方向上的另一端。通过将第二压入部120与第一滑动构件40的凸起41接触，能够防止第一滑动构件40向第一中空轴部10的中空的外侧脱离。
51.在另一个实施例中，第二压入部120也可以与第一中空轴部10的另一端隔开，并形成于第一中空轴部10的另一端和第一压入部110之间。第二压入部120的形成位置可以根据第一滑动构件40的初始位置而不同地设置。
52.第二压入部120可以形成有沿第一中空轴部10的内周面相互隔开的多个。
53.在示例性的实施例中，为了制造工艺上的组装便利性，第二压入部120可以在将第一滑动构件40插入到第一中空轴部10的中空的内侧并组装后，对第一中空轴部10的外周面进行冲压加工而形成。
54.参考图4和图5，即使发生碰撞，在碰撞力未达到一定大小之前，能够通过第二滑动构件50来实现滑动，由此在轴部30容纳到第二中空轴部20的过程中进行第一次缓冲，因此，第一滑动构件40依然能够维持在初始位置。这是因为，第一压入部110的压力在发生碰撞时将会作为用于抵抗所产生的碰撞力的阻力而起到作用。
55.参考图6，在发生碰撞时所产生的碰撞力超过由第一压入部110所提供的阻力的情况下，第一滑动构件40才能向第一中空轴部10的内侧进行滑动移动。这是因为，当发生碰撞时，在初始位置处，由第一压入部110所提供的按压力作为用于抵抗所产生的碰撞力的阻力而起到作用。其中，可以将开始使第一滑动构件40滑动移动的碰撞力作为最大抵抗负载进行说明。通过调整第一压入部110从第一中空轴部10的内周面凸出的高度和面积的设计值，可以控制由第一压入部110所提供的阻力(按压力)。
56.在第二中空轴部20的一端可以结合有第一滑动构件40。在所述第一滑动构件40的外表面形成有凸起41，所述凸起41与所述槽11形状结合。所述第一滑动构件40结合于第二中空轴部20的一端的外表面，并且结合成向第一中空轴部10和第二中空轴部20之间传递旋转力，从而防止第一中空轴部10和第二中空轴部20之间发生滑动。
57.结合有第二滑动构件50的轴部30的一端可以插入到所述第二中空轴部20。在所述第二中空轴部20的内周面可以设置有沿所述第二中空轴部20的长度方向延伸而成的多个槽21，第二滑动构件50的多个滚珠51位于多个所述槽21中。
58.第二中空轴部20和轴部30之间的旋转力可以通过滚珠51和槽21之间的结合来传递。此外，在发生碰撞时，轴部30可以插入到第二中空轴部20内，由此能够缓解冲击。像这样，在只有小于最大破坏载荷的碰撞力起到作用的情况下，当轴部30插入到第二中空轴部20的内侧时，轴部30通过设置于所述第二滑动构件50的多个滚珠51的滚动性来快速进行滑动，由此轴部30移动至第二中空轴部20的内侧，从而能够起到缓冲作用。
59.如上所述，由于本发明的中间轴由第一中空轴部10、第二中空轴部20以及轴部30这三个部分的结合构成，因此可以提供易于应用在引擎盖尺寸较大的大型车或者高性能车的结构。
60.此外，在发生碰撞时，通过在第一中空轴部10和第二中空轴部20之间以及第二中空轴部20和轴部30之间发生破坏来提供足够的破坏行程，从而能够提高缓冲效果。
61.而且，本发明将第一滑动构件40应用到第一中空轴部10和第二中空轴部20之间，并且将第二滑动构件50应用到第二中空轴部20和轴部30之间，由此使发生滑动的碰撞力存在差异。
62.再参考图4，在所述第二滑动构件50中，具有滚动性的多个滚珠51与第二中空轴部20的内表面相接触，因此，与第一滑动构件40(其以凸起41和槽11形状结合的方式压入于第一中空轴部10的内部)相比，即使是相对较弱的碰撞力也能发生滑动。
63.即，在较弱的碰撞力起到作用或者较强的碰撞力起到作用的情况的初始状态下，第二滑动构件50进行滑动，由此轴部30向第二中空轴部20的内部滑动移动，从而能够起到缓冲效果。
64.另外，此时，如图5所示，第一滑动构件40可以保持位于初始位置的状态。
65.如图6所示，当超过由第一压入部110所提供的压力的相对更强大的力时，如图4所示，首先，轴部30通过第二滑动构件50的多个滚珠51的滚动性来向第二中空轴部20的内侧进行滑动并插入到其内部，然后第二中空轴部20进行滑动移动并插入到第一中空轴部10的内部，在所述第二中空轴部20的一端的外表面结合有第一滑动构件40。
66.就这样，本发明可以通过使用在用于抵抗碰撞力的抵抗力上存在差异的彼此不同的结构的滑动部(滑动构件)，实现针对相对较弱的碰撞力的缓冲作用和针对相对较强的碰撞力的缓冲作用。
67.此外，通过第一压入部110在初始位置上对第一滑动构件40进行施压并支撑，由此在超过最大破坏载荷的碰撞力起到作用之前，能够防止第一中空轴部10和第二中空轴部20之间进一步发生破坏，从而最大限度地确保驾驶员的安全性。此外，还可以通过调节第一压入部110的高度和/或面积来调节最大破坏载荷。
68.另外，通过第二压入部120，在发生碰撞、非正常工作等情况下，能够防止第二中空
轴部20从第一中空轴部10脱离。
69.以上，尽管构成本发明的实施例的所有组件被描述为结合为一个或者结合操作，但是本发明并非受限于这些实施例。即，在本发明目的范围内，所有组件可以选择性地以一个或多个组合来操作。此外，除非另有相反定义，上述“包括”“构成”或者“具有”等术语，表示该组件可能存在相应的成分，应理解为还可以包括其他组件，而不是排除其他组件。除非另有定义，在本说明书中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)可以以本发明所属技术领域的普通技术人员可共同理解的含义使用。另外，除非另有特别明确的定义，通常使用的预先定义的术语不应理想化地解释或者过度解释。
70.以上所述仅为示例性地说明本发明的技术思想，对于本发明所属技术领域的技术人员来说，可以在不脱离本发明的本质特征的范围内，进行各种修改以及变形。因此，本发明所公开的实施例并非用于限制本发明的技术思想，而是用于说明，本发明的技术思想的范围不受这些实施例的限制。应解释本发明的范围由所附权利要求书表示，但凡由权利要求书的含义和范围及其等同概念而导出的所有技术思想均包含在本发明的权利要求范围内。

技术特征：
1.一种中间轴，其中，包括：第一中空轴部，在所述第一中空轴部的内周面沿所述第一中空轴部的长度方向形成有多个槽，第二中空轴部，在所述第二中空轴部的一端结合有第一滑动构件，所述第一滑动构件设置成可容纳于所述第一中空轴部的内部，并且在发生碰撞时向所述第一中空轴部的内部进行滑动移动，以及轴部，在所述轴部结合有第二滑动构件，所述第二滑动构件设置成可容纳于所述第二中空轴部的内部，并且在发生碰撞时向所述第二中空轴部的内部进行滑动移动；在所述第一中空轴部的内周面凸出形成有第一压入部，所述第一压入部对所述第一滑动构件进行施压并支撑。2.根据权利要求1所述的中间轴，其中，所述第一压入部形成于所述第一中空轴部的与所述第一滑动构件的初始位置相对应的第一位置。3.根据权利要求1所述的中间轴，其中，所述第一压入部形成为分别对所述第一滑动构件的在轴向上彼此隔开的部分进行施压。4.根据权利要求1所述的中间轴，其中，所述第一滑动构件沿所述第一中空轴部的内周面以规定间隔隔开形成。5.根据权利要求1所述的中间轴，其中，所述第一压入部向所述第一滑动构件提供抵抗碰撞力的阻力。6.根据权利要求1所述的中间轴，其中，在所述第一中空轴部的另一端的内周面凸出形成有第二压入部，所述第二压入部防止所述第一滑动构件从所述第一中空轴部脱离。7.根据权利要求6所述的中间轴，其中，所述第二压入部的凸出长度形成为大于所述第一压入部的凸出长度。

技术总结
根据本发明的各种实施例的中间轴，其包括：第一中空轴部，在所述第一中空轴部的内周面沿其长度方向形成有多个槽；第二中空轴部，在所述第二中空轴部的一端结合有第一滑动构件，所述第一滑动构件设置成可容纳于所述第一中空轴部的内部，并且在发生碰撞时向所述第一中空轴部的内部进行滑动移动；以及轴部，在所述轴部结合有第二滑动构件，所述第二滑动构件设置成可容纳于所述第二中空轴部的内部，并且在发生碰撞时向第二中空轴部的内部进行滑动移动，在所述第一中空轴部的内周面凸出形成第一压入部，所述第一压入部对所述第一滑动构件进行施压并支撑。进行施压并支撑。进行施压并支撑。


技术研发人员：宋相润
受保护的技术使用者：汉拿万都株式会社
技术研发日：2023.01.19
技术公布日：2023/7/26