一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置及车辆的制作方法

1.本发明涉及转向系统技术领域，特别涉及一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置及车辆。


背景技术：

2.目前，汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥(一般是前桥)上的车轮(转向轮)相对于汽车纵轴线偏转一定角度；在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向，此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，即称为汽车转向系统。转向柱是转向系统连接方向盘和转向器的元件，主要作用是传递扭矩，通过转向柱，驾驶员把扭矩传递给转向器，带动转向器实现转向。
3.相关技术中，转向柱与方向盘大多采用全齿花键连接，无法确定转向柱和方向盘的装配位置，常出现由于方向盘装歪，导致后续四轮定位工序需要反复重新调整方向盘安装位置，或者由于方向盘装歪导致的车辆跑偏的问题，或者由于方向盘装歪导致的电动转向器无法标定中位或中位标定偏差较大的问题。
4.因此，有必要提出一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置及车辆，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置及车辆，以解决相关技术中采用全齿花键连接无法确定转向柱和方向盘的装配位置，由于方向盘装歪导致后续四轮定位工序需要反复重新调整、车辆跑偏或电动转向器无法标定中位或中位标定偏差较大等一系列技术问题。
6.第一方面，提供了一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置，其包括：转向柱和方向盘，其通过安装导向限位装置本体导向和限位；所述安装导向限位装置本体包括：第一连接部，所述第一连接部设有供所述转向柱插入的第一通孔，以及可限制所述转向柱的装配角度的第一限位结构；连接所述第一连接部的第二连接部，所述第二连接部设有供所述方向盘插入的第二通孔，以及可限制所述方向盘的装配角度的第二限位结构。
7.一些实施例中，所述转向柱的一端具有与所述方向盘连接的转向柱连接杆，所述转向柱连接杆穿设于所述第一通孔，所述转向柱连接杆上设有第一卡块，所述第一限位结构设于所述第一通孔的内壁上，并与所述第一卡块匹配。
8.一些实施例中，所述第一卡块围绕所述转向柱连接杆的外侧设置，所述第一卡块远离所述转向柱连接杆的一侧具有第一卡接面，所述第一限位结构具有与所述第一卡接面匹配的第二卡接面。
9.一些实施例中，所述第二卡接面具有至少三个，三个所述第二卡接面沿所述第一通孔的内壁间隔分布。
10.一些实施例中，三个所述第二卡接面的法线两两相交形成三个夹角，三个所述夹角的角度不同。
11.一些实施例中，所述方向盘的一端具有与所述转向柱连接的方向盘连接杆，所述方向盘连接杆穿设于所述第二通孔，所述方向盘连接杆上固定第二卡块，所述第二限位结构由所述第二连接部的端面向内凹设形成，并与所述第二卡块匹配。
12.一些实施例中，所述第二卡块沿所述方向盘连接杆的轴线方向延伸，所述第二限位结构由所述第二连接部的端面沿所述第二通孔的轴线方向向内凹设形成。
13.一些实施例中，所述第二连接部设有凸台，所述凸台由所述第二连接部的端面沿所述第二通孔的轴线方向向外凸设形成，所述第二限位结构设置于所述凸台。
14.一些实施例中，所述安装导向限位装置本体呈锥形，所述安装导向限位装置本体设有多个槽体。
15.第二方面，提供了一种车辆，其包括上述的任一项所述的转向柱与方向盘的安装导向限位装置。
16.本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
17.1、本发明实施例提供了一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置及车辆，通过在安装导向限位装置本体的两端分别设置可对转向柱和方向盘的装配角度起到限制作用的限位机构，可以辅助实现方向盘与转向柱装配在正确的位置，有效避免由于方向盘装歪导致车辆跑偏或电动转向器无法标定中位问题；
18.2、本发明考虑了方向盘与转向柱装配过程中的安装方便性，减少了生产线上装配方向盘对中的工序的困难度，同时也减轻了四轮定位工序反复调整方向盘安装位置的工作量。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例提供的一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置的拆分结构示意图；
21.图2为本发明实施例提供的一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置的安装导向限位装置本体的结构示意图；
22.图3为本发明实施例提供的一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置的整体结构示意图。
23.图中标号：
24.1、转向柱；11、转向柱连接杆；12、第一卡块；2、方向盘；21、方向盘连接杆；22、第二卡块；3、安装导向限位装置本体；31、第一连接部；311、第一通孔；312、第一限位结构；3121、第二卡接面；32、第二连接部；321、第二通孔；322、第二限位结构；323、凸台；33、槽体。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本发明实施例提供了一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置及车辆，其能解决相关技术中采用全齿花键连接无法确定转向柱和方向盘的装配位置，由于方向盘装歪导致后续四轮定位工序需要反复重新调整、车辆跑偏或电动转向器无法标定中位或中位标定偏差较大等一系列技术问题。
27.参见图1所示，为本发明实施例提供的一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置及车辆，其可以包括：转向柱1和方向盘2，其通过安装导向限位装置本体3导向和限位，本实施例中，所述转向柱1是用于连接所述方向盘2和转向器的元件，通过所述转向柱1将扭矩传递给所述转向器，从而带动所述转向器实现转向，所述转向柱1与所述方向盘2均装入所述安装导向限位装置本体3中，且所述转向柱1与所述方向盘2装入安装导向限位装置本体3中的一端通过花键相互连接；所述安装导向限位装置本体3可以包括：第一连接部31，所述第一连接部31设有供所述转向柱1插入的第一通孔311，所述第一连接部31位于所述安装导向限位装置本体3的一端，用于与所述转向柱1连接，所述转向柱1可由所述第一通孔311进入所述安装导向限位装置本体3的内部，进而与所述方向盘2连接，以及可限制所述转向柱1的装配角度的第一限位结构312，在所述转向柱1可由所述第一通孔311装入所述安装导向限位装置本体3的内部的同时，所述第一限位结构312接触到所述转向柱1，并与所述转向柱1配合将所述转向柱1的装配角度限制在特定的位置，也就是说，在所述安装导向限位装置本体3装入所述转向柱1上的同时，便可通过所述第一限位结构312将所述转向柱1的装配角度进行限位；连接所述第一连接部31的第二连接部32，所述第二连接部32位于所述安装导向限位装置本体3远离第一连接部31的一端，也就是说，所述第一连接部31和所述第二连接部32分别位于所述安装导向限位装置本体3的两端，所述第二连接部32设有供所述方向盘2插入的第二通孔321，第二连接部32可由第二通孔321进入所述安装导向限位装置本体3的内部，进而与转向柱1连接，以及可限制所述方向盘2的装配角度的第二限位结构322，在所述方向盘2可由所述第二通孔321装入所述安装导向限位装置本体3的内部的同时，所述第二限位结构322接触到所述方向盘2，并与所述方向盘2配合将所述方向盘2的装配角度限制在特定的位置，也就是说，在所述方向盘2装入所述安装导向限位装置本体3的同时，便可通过所述第二限位结构322将所述方向盘2的装配角度进行限位，由此可知，所述方向盘2与所述转向柱1的花键在接触啮合前，所述安装导向限位装置本体3时通过所述第一限位结构312和所述第二限位结构322可以限制所述方向盘2装入的角度，从而在装配时便调整到合适位置，减少方向盘2对中调整的工作量，简单快速。本实施例中，所述安装导向限位装置本体3为锥形，所述转向柱1和所述方向盘2分别与所述安装导向限位装置本体3的相对两端连接，在其他实施例中，安装导向限位装置本体3也可以是四方体形、球形、椭圆形或其他形状，转向柱1和所述方向盘2也可以分别位于安装导向限位装置本体3的其他侧面。
28.参见图1所示，在一些实施例中，所述转向柱1的一端可以具有与所述方向盘2连接的转向柱连接杆11，所述转向柱连接杆11是所述转向柱1本身所具备的，所述转向柱连接杆
11的直径小于所述转向柱1的本体的直径，通过将所述转向柱连接杆11插入所述方向盘2的方向盘连接杆21中，从而将所述转向柱1与所述方向盘2连接，所述转向柱连接杆11穿设于所述第一通孔311，所述转向柱连接杆11的直径小于所述第一通孔311的直径，所述安装导向限位装置本体3的内部设有腔体，所述腔体与第一通孔311连通，所述转向柱连接杆11可以由所述第一通孔311进入所述腔体中，所述转向柱连接杆11上设有第一卡块12，所述第一限位结构312设于所述第一通孔311的内壁上，并与所述第一卡块12匹配，本实施例中，当所述转向柱连接杆11由第一通孔311插入所述安装导向限位装置本体3中时，位于所述转向柱连接杆11上的所述第一卡块12可以与所述第一通孔311的内壁接触，从而通过所述第一限位结构312将其安装角度进行限位，结构简单，安装方便。
29.参见图1所示，在一些实施例中，所述第一卡块12可以围绕所述转向柱连接杆11的外侧设置，所述第一卡块12远离所述转向柱连接杆11的一侧具有第一卡接面，所述第一限位结构312具有与所述第一卡接面匹配的第二卡接面3121，本实施例中，所述转向柱连接杆11呈圆柱形，所述第一卡块12围绕其外侧的圆周设置，所述第一卡接面位于所述转向柱连接杆11靠近所述第一限位结构312的一侧，所述第二卡接面3121位于所述第一限位结构312靠近所述第一卡块12的一侧，也就是说，当所述转向柱连接杆11插入所述第一通孔311时，所述第一卡接面和所述第二卡接面3121可以达到正好相对应的状态，所述第一通孔311的内壁在通常状态下本来呈现光滑的圆弧形，但所述第二卡接面3121使得第一通孔311内壁的圆弧被平面打断，也就是说，所述第一通孔311的内壁既具有弧形的边缘，也具有直线的边缘，相应的，所述第一卡块12的第一卡接面也具有相同的形状，从而使得第一通孔311具有了角度识别的功能，当所述安装导向限位装置本体3装入所述转向柱连接杆11上时，如果第二卡接面3121刚好能与第一卡接面对上，那么所述安装导向限位装置本体3才能够顺利装入所述转向柱连接杆11上，如果所述第二卡接面3121与所述第一卡接面不能对上，由于所述第二卡接面3121和所述第一卡接面呈平面状，平面的两侧具有棱边，不会像圆弧那样顺滑，从而会将所述第一通孔311和所述第一卡块12之间卡滞住，从而会使所述安装导向限位装置本体3对所述转向柱连接杆11起到一个阻挡的作用，也就是说，若所述第二卡接面3121与所述第一卡接面不能对上，所述安装导向限位装置本体3就无法顺利的装入所述转向柱连接杆11上，通过具有识别功能的所述第一卡块12和所述第一限位结构312，限制了所述转向柱1装入所述安装导向限位装置本体3的角度；另外，所述第一卡接面设置于所述第一卡块12上，所述第二卡接面3121设置于所述第一通孔311的内壁上，充分利用现有的结构，不占用额外的空间，加工起来比较方便，所需要的精度不高。
30.参见图2所示，优选的，所述第二卡接面3121可以具有至少三个，三个所述第二卡接面3121沿所述第一通孔311的内壁间隔分布，本实施例中，如果第二卡接面3121的数量太少，在安装导向限位装置本体3装入所述转向柱连接杆11上后，配合不够稳定，可能会产生摇晃甚至松脱，三个所述第二卡接面3121可以从三个不同的方向对所述安装导向限位装置本体3进行定位，使其更加稳定，因所述第一卡接面需要与所述第二卡接面3121需要配合，因此，所述第一卡块12上也需要铣出三个所述第一卡接面，当三个所述第一卡接面分别与三个所述第二卡接面3121一一对应时，才可将所述转向柱1装入所述安装导向限位装置本体3上，配合更加精密，稳定性更高，在其他实施例中，所述第二卡接面3121的数量也可以是1个、2个或多个，不同的所述第二卡接面3121的高度可以在同一水平，也可以在不同水平，
不同的所述第二卡接面3121的尺寸可以相同，也可以不同。
31.参见图2所示，进一步的，三个所述第二卡接面3121的法线两两相交形成三个夹角，三个所述夹角的角度不同，本实施例中，三个所述第二卡接面3121的法线夹角的角度不能相同，例如，可以分别是90
°
、90
°
、180
°
，也可以是60
°
、120
°
、180
°
，也就是说，三个所述第二卡接面3121不能是绕所述第一通孔311的内壁的均匀分布的，从而三个所述第一卡接面的位置也不是均匀分布的，当三个所述第一卡接面一一对应三个所述第二卡接面3121上后，也就是说，第一个所述第一卡接面必须要对上第一个所述第二卡接面3121，第二个所述第一卡接面必须要对上第二个所述第二卡接面3121，第三个所述第一卡接面必须要对上第三个所述第二卡接面3121，才可将所述转向柱1装入所述安装导向限位装置本体3上，这样才能具有识别的功能，若三个所述第二卡接面3121是绕所述第一通孔311的内壁的均匀分布的，也就是说，三个所述第二卡接面3121的法线的两两之间的夹角分别为120
°
、120
°
、120
°
，那么在装配所述安装导向限位装置本体3时，就可以从三个不同的角度来装配，任意旋转120
°
都可以将所述安装导向限位装置本体3装入所述转向柱1上，也就失去了识别的功能。在其他实施例中，所述第二卡接面3121也可以通过其他具有识别功能的结构来限制安装导向限位装置本体3的装配角度，例如，通过将不同的所述第二卡接面3121设置成不同的形状，有的呈圆形，有的呈方形或其他形状，或者通过在不同的所述第二卡接面3121设置不同的结构，例如有的设有凸起，有的设有凹陷等，又或者是将不同的所述第二卡接面3121设置在不同的高度，这样都可以达到限制所述安装导向限位装置本体3的装配角度的效果。
32.参见图1所示，在一些实施例中，所述方向盘2的一端可以具有与所述转向柱1连接的方向盘连接杆21，所述方向盘连接杆21是所述方向盘2本身所具备的，通过将所述方向盘连接杆21套入所述转向柱连接杆11的外部，从而将所述转向柱1与所述方向盘2连接，所述方向盘连接杆21穿设于所述第二通孔321，所述第二通孔321的直径大于所述第一通孔311的直径，所述腔体与第二通孔321连通，所述方向盘连接杆21可以由所述第二通孔321进入所述腔体中，所述方向盘连接杆21上设有第二卡块22，所述第二限位结构322由所述第二连接部32的端面向内凹设形成，并与所述第二卡块22匹配，本实施例中，当所述方向盘连接杆21由第二通孔321插入所述安装导向限位装置本体3时，位于所述方向盘连接杆21上的所述第二卡块22可以与所述第二通孔321的侧壁接触，从而通过所述第二限位结构322将其安装角度进行限位，结构简单，安装方便。
33.参见图2所示，优选的，所述第二卡块22可以沿所述方向盘连接杆21的轴线方向延伸，所述第二限位结构322由所述第二连接部32的端面沿所述第二通孔321的轴线方向向内凹设形成，本实施例中，所述第二卡块22由所述方向盘连接杆21的表面向外凸出，所述第二限位结构322呈长条状的槽体，所述第二卡块22的宽度窄于所述第二限位结构322的宽度，当所述方向盘连接杆21由所述第二通孔321插入所述安装导向限位装置本体3时，所述第二限位结构322对所述方向盘连接杆21的插入角度具有限制作用，也就是说，当所述方向盘连接杆21上的所述第二卡块22与所述第二限位结构322对应时，所述方向盘连接杆21才可以继续往下推进插入，若对应不上，第二卡块22便会被安装导向限位装置本体3的边缘阻挡住，不能再继续推进。
34.参见图2所示，优选的，所述第二连接部32可以设有凸台323，所述凸台323由所述第二连接部32的端面沿所述第二通孔321的轴线方向向外凸设形成，所述第二限位结构322
设置于所述凸台323，本实施例中，所示凸台323的高度高于所述第二连接部32的端面的高度，也就是说，所述凸台323相对于所述第二连接部32的端面是向上凸出的，所述第二限位结构322设置于所述凸台323上，在装配所述方向盘2时，由于所述凸台323较高，使得所述第二卡块22先接触到所述凸台323，从而通过所述第二限位结构322调整好装配角度，然后所述方向盘2再继续推进直至安装至所述转向柱1上，也就是说，在所述方向盘2和所述转向柱1的花键在接触啮合之前，让所述方向盘2上的第二卡块22先与所述凸台323的上平面接触，限制所述方向盘2的插入，此时所述方向盘2的花键和所述转向柱1的花键未接触上，如果花键先啮合了就不方便调整了，当调整所述方向盘2的位置，使所述第二卡块22与所述第二限位结构322位置对应时，所述方向盘2才可以进一步插入，进一步的所述方向盘2的花键和所述转向柱的花键才会接触上，可以确保所述方向盘2在与所述转向柱1连接之前，就可以调整好角度。
35.参见图2所示，在一些实施例中，所述安装导向限位装置本体3呈锥形，所述安装导向限位装置本体3可以设有多个槽体33，本实施例中，所示方向盘2与所述安装导向限位装置本体3的配合部分的结构是锥面的，所以这个安装导向限位装置本体3也是锥面的，所述槽体33与所示腔体连通，在装配时，可以通过所述槽体33看到方向盘2和转向柱1连接处的装配情况，使装配更加快速准确，而且槽体33也具有减轻安装导向限位装置本体3自重的作用，省下了材料，节约了成本。
36.参见图3所示，为本发明实施例提供的一种车辆，其包括上述的任一项所述的转向柱与方向盘的安装导向限位装置，可以有效避免由于方向盘装歪导致车辆跑偏或电动转向器无法标定中位问题，减少了生产线上装配方向盘对中的工序的困难度，同时也减轻了四轮定位工序反复调整方向盘安装位置的工作量。
37.本发明实施例提供的一种转向柱与方向盘的安装导向限位装置及车辆的原理为：
38.本发明利用方向盘2和转向柱1上的相关结构，最大限度的减小了对本身结构的更改，具备了对方向盘2的安装导向和限位的作用。通过利用方向盘2上的第二卡块22与安装导向限位装置本体3中的第二限位结构322配合，利用转向柱1上的第一卡块12与安装导向限位装置本体3中的第一限位结构312相配合，三个第二卡接面3121采用非圆周分布，目的是实现安装导向限位装置本体3与转向柱连接杆11之间位置的一一对应；装配时，先完成转向柱1与安装导向限位装置本体3的压装，然后进行方向盘2的装配，安装导向限位装置本体3的高度需要保证，方向盘2在装配时需第二卡块22先接触安装导向限位装置本体3的凸台323的上边缘，然后方向盘2内部的花键再接触转向柱1的花键，以此确保第二限位结构322在装配时起到安装导向的作用，以此确保方向盘2与转向柱1的安装角度；另外，转向柱1与安装导向限位装置本体3采用过盈配合，防止安装导向限位装置本体3松脱或者掉落。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
41.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。