方向盤、方向盤轉向柱組件及裝配方向盤和轉向柱的方法
【專利摘要】本發明提供了方向盤、方向盤轉向柱組件及裝配機動車的方向盤和轉向柱的方法。在一個示例中，方向盤包括轂，所述轂設置在所述方向盤的中心區段中。所述轂包括管狀桿部分，所述管狀桿部分具有通道并且包括環繞所述通道設置的壁。所述管狀桿部分構造成可操作地聯接到方向盤。掣子和偏置特征沿著所述壁設置并且協作地構造使得所述偏置特征作用于所述掣子上從而允許所述掣子在將所述方向盤裝配到所述轉向軸期間相對于所述壁移動，并且當所述轉向軸接近所述管狀桿部分中的安裝位置時迫使所述掣子進入與所述轉向軸的接合位置。
【專利說明】方向盤、方向盤轉向柱組件及裝配方向盤和轉向柱的方法
【技術領域】
[0001]本發明的【技術領域】總體涉及用于機動車的方向盤和轉向柱，更具體地涉及具有到機動車轉向柱的改進附接的方向盤、包括這種改進附接的方向盤和轉向柱組件以及用于裝配包括這種改進附接的方向盤和轉向柱的方法。
【背景技術】
[0002]通常，機動車的方向盤具有在其中心處的花鍵鏜孔，所述花鍵鏜孔在機動車轉向柱的軸的上端配合于外部軸向花鍵上。方向盤通過緊固件-例如螺栓等保持在軸的上端，所述緊固件緊固到軸并且抵抗方向盤轂的中心夾緊。如果緊固件缺失，則方向盤可能脫離軸。
[0003]相應地，期望提供一種具有到轉向柱的改進附接的方向盤、包括這種改進附接的方向盤和轉向柱組件以及用于裝配包括這種改進附接的方向盤和轉向柱的方法。此外，通過結合附圖和之前的【技術領域】及【背景技術】來參閱隨后的【具體實施方式】和所附權利要求，本發明的其他期望的特征和特性將變得清楚。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種用于機動車的方向盤。在一個實施方式中，所述方向盤包括設置在所述方向盤的中心區段中的轂。所述轂包括管狀桿部分，所述管狀桿部分具有通道并且包括環繞所述通道設置的壁。所述管狀桿部分構造成可操作地聯接到轉向軸。掣子和偏置特征沿著所述壁設置并且協作地構造成，使得偏置特征作用于掣子上以便允許所述掣子在所述方向盤裝配到所述轉向軸期間相對于所述壁移動并且當轉向軸接近管狀桿部分中的安置位置時迫使所述掣子進入與所述轉向軸接合的位置，從而防止所述方向盤從所述轉向軸移除。
[0005]本發明提供了一種用于機動車的方向盤和轉向柱組件。在一個實施方式中，所述組件包括具有附接端部的轉向軸，所述附接端部具有多個外花鍵。方向盤包括設置在所述方向盤的中心區段中的轂。所述轂包括管狀桿部分，所述管狀桿部分具有通道并且包括環繞所述通道設置的壁。所述壁具有內表面以及沿著所述內表面形成的多個內花鍵，所述多個內花鍵可與所述外花鍵接合以便將所述方向盤可操作地聯接到所述轉向軸。掣子和偏置特征沿著所述壁設置并且協作地構造成，使得所述偏置特征作用于掣子上以便允許所述掣子在所述方向盤裝配到所述轉向軸期間相對于所述壁移動并且當所述轉向軸接近所述管狀桿部分中的安置位置時迫使所述掣子進入與所述附接端部接合的位置，從而防止所述方向盤從所述轉向軸移除。
[0006]本發明提供了一種裝配用于機動車的方向盤和轉向柱的方法。在一個實施方式中，所述方法包括將轉向軸的附接端部進給到所述方向盤的轂的管狀桿部分的通道中的安置位置的步驟。使用偏置特征使沿著管狀桿部分的壁設置的方向盤的掣子被迫進入與所述附接端部接合的位置，從而防止所述方向盤從所述轉向軸移除。[0007]方案1.一種用于機動車的方向盤，所述方向盤包括:
設置在所述方向盤的中心區段中并且包括管狀桿部分的轂，所述管狀桿部分具有通道并且包括環繞所述通道設置的壁，其中所述管狀桿部分構造成可操作地聯接到轉向軸；以及
掣子和偏置特征，所述掣子和偏置特征沿著所述壁設置并且協作地構造成使得所述偏置特征作用于所述掣子上以便允許所述掣子在所述方向盤裝配到所述轉向軸期間相對于所述壁移動并且當所述轉向軸接近所述管狀桿部分中的安置位置時迫使所述掣子進入與所述轉向軸接合的位置，從而防止所述方向盤從所述轉向軸移除。
[0008]方案2.如方案I所述的方向盤，其中所述掣子和所述偏置特征整體形成從而限定彈簧加載的掣子。
[0009]方案3.如方案I所述的方向盤，其中所述偏置特征構造成樞轉地連接到所述掣子的懸臂彈簧。
[0010]方案4.如方案3所述的方向盤，其中所述懸臂彈簧從所述掣子以從大約120到大約160度的角度延伸。
[0011]方案5.如方案I所述的方向盤，其中所述掣子構造成杠桿，所述杠桿具有“U形”橫截面并且包括在兩個側壁條狀物之間延伸的條狀連接板。
[0012]方案6.如方案5所述的方向盤，其中所述兩個側壁條狀物每個都具有穿過其形成的附接開口，并且其中所述附接開口彼此對準并且所述方向盤進一步包括銷，所述銷延伸穿過所述附接開口和所述壁的一部分以便將所述掣子旋轉地聯接到所述管狀桿部分。
[0013]方案7.如方案I所述的方向盤，其中所述壁具有內表面、外表面以及槽縫，所述槽縫沿著所述內和外表面形成并且穿過所述壁來限定開口，并且其中所述掣子和所述偏置特征沿著所述槽縫設置。
[0014]方案8.如方案7所述的方向盤，其中所述偏置特征設置在槽縫中且鄰近所述壁的外表面，使得所述偏置特征作用于所述外表面，以便允許所述掣子相對于所述壁移動并且迫使所述掣子進入接合位置。
[0015]方案9.如方案7所述的方向盤，其中所述掣子穿過所述開口設置在所述槽縫中，使得所述掣子鄰近于所述壁的內和外表面。
[0016]方案10.如方案9所述的方向盤，其中所述壁具有限定所述開口的開口周邊部分，并且其中所述開口周邊部分限制所述掣子與所述壁之間的相對運動。
[0017]方案11.一種用于機動車的方向盤和轉向柱組件，所述組件包括:
具有附接端部的轉向軸，所述附接端部具有多個外花鍵；以及 方向盤，該方向盤包括:
轂，所述轂設置在所述方向盤的中心區段中并且包括管狀桿部分，所述管狀桿部分具有通道并且包括環繞所述通道設置的壁，其中所述壁具有內表面以及沿著所述內表面形成的多個內花鍵，所述多個內花鍵可與所述外花鍵接合以便將所述方向盤可操作地聯接到所述轉向軸；以及
掣子和偏置特征，所述掣子和偏置特征沿著所述壁設置并且協作地構造成使得所述偏置特征作用于所述掣子上以便允許所述掣子在所述方向盤裝配到所述轉向軸期間相對于所述壁移動并且當所述轉向軸接近所述管狀桿部分中的安置位置時迫使所述掣子進入與所述附接端部接合的位置，從而防止所述方向盤從所述轉向軸移除。
[0018]方案12.如方案11所述的組件，其中所述附接端部具有反面特征并且處于接合位置的掣子設置在所述反面特征中以便防止所述方向盤從所述轉向軸移除。
[0019]方案13.如方案12所述的組件，其中所述反面特征構造成與處于接合位置的掣子具有I到4mm的間隙，以便允許所述方向盤沿著所述轉向軸的軸向移動。
[0020]方案14.如方案12所述的組件，其中所述轉向軸的附接端部是管狀的并且具有軸端通道而且還包括環繞所述軸端通道設置的軸端壁，其中所述軸端壁具有內軸端表面和外軸端表面，并且其中所述外花鍵沿著所述外軸端表面形成。
[0021]方案15.如方案14所述的組件，進一步包括緊固件，并且其中所述軸端通道和所述內軸端表面協作地構造成可接合地接納所述緊固件以便將所述方向盤緊固到所述轉向軸。
[0022]方案16.如方案14所述的組件，其中所述軸端壁具有軸端開口，所述軸端開口形成為穿過所述軸端壁，所述軸端開口限定所述反面特征。
[0023]方案17.如方案16所述的組件，其中所述掣子具有最遠端部，并且在所述接合位置所述最遠端部設置在所述軸端通道外部的軸端開口中。
[0024]方案18.如方案16所述的組件，其中所述附接端部、所述掣子和所述偏置特征協作地構造成允許所述掣子通過下述方式移出所述接合位置以便允許所述方向盤從所述轉向軸移除:通過將工具進給穿過所述軸端通道進入所述軸端開口中從而將所述掣子移出所述軸端開口。
[0025]方案19.如方案11所述的組件，其中所述附接端部具有斜面以便在將所述方向盤裝配到所述轉向軸期間幫助所述掣子在所述附接端部上移動。
[0026]方案20.—種用于裝配方向盤和轉向柱的方法，所述方法包括下述步驟:
將轉向軸的附接端部進給到所述方向盤的轂的管狀桿部分的通道中的安置位置；以及使用偏置特征使沿著管狀桿部分的壁設置的方向盤的掣子被迫進入與所述附接端部的接合位置，從而防止所述方向盤從所述轉向軸移除。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]隨后將結合下面的附圖來描述本發明的實施方式，其中類似附圖標記指代類似元件，并且附圖中:
圖1是根據實施方式的包括轂的方向盤的立體圖；
圖2是根據實施方式的圖1描繪的轂的局部放大主視立體圖；
圖3是根據實施方式的彈簧加載的掣子的側視立體圖；
圖4是根據實施方式的方向盤和轉向柱組件的局部放大后視立體圖；
圖5是根據實施方式的轉向軸的局部側視立體圖；
圖6A是根據實施方式的圖4描繪的方向盤和轉向柱組件在中間裝配階段期間沿著線6-6的剖視圖；
圖6B是根據實施方式的圖4描繪的方向盤和轉向柱組件在中間裝配階段后期期間沿著線6-6的剖視圖；以及
圖7是用于裝配根據實施方式的方向盤和轉向柱的方法的流程圖。【具體實施方式】
[0028]下面的詳細描述本質上僅是示例性的，并非旨在限制本發明的應用和用途。此外，本發明的保護范圍不應受到在前述【技術領域】、【背景技術】、
【發明內容】
、或下面的【具體實施方式】中給出的任何明示或暗示理論的限制。
[0029]本發明構想的各種實施方式涉及方向盤、方向盤和轉向柱組件以及用于裝配方向盤和轉向柱的方法。不像現有技術，本發明教導的實施方式提供了包括轂的方向盤，所述轂設置在方向盤的中心區段中。所述轂包括構造成可操作地聯接到轉向軸的管狀桿部分。在一個實施方式中，所述轉向軸具有附接端部，所述附接端部包括多個外花鍵。方向盤的管狀桿部分具有通道并且包括環繞所述通道設置的壁。所述壁具有內表面以及多個內花鍵，所述多個內花鍵沿著所述內表面形成并且可與附接端部的外花鍵接合以便將方向盤可操作地聯接到轉向軸。
[0030]方向盤包括掣子和偏置特征，所述掣子和偏置特征沿著管狀桿部分的壁設置。掣子和偏置特征協作地構造成，使得偏置特征作用于掣子上以便允許所述掣子在方向盤裝配到轉向軸期間相對于管狀桿部分的壁移動并且當轉向軸接近管狀桿部分中的安置位置時迫使所述掣子進入與轉向軸的附接端部接合的位置。通過掣子處于與轉向軸的附接端部的接合位置，限制或者大體上防止了方向盤沿著轉向軸的軸向移動。
[0031]在一個實施方式中，轉向軸的附接端部是管狀的并且具有軸端通道而且還包括環繞所述軸端通道設置的軸端壁。軸端壁具有內軸端表面。軸端通道和內軸端表面協作地構造成可接合地接納緊固件以便將方向盤緊固到轉向軸。在緊固件扭矩不適當地下降或緊固件缺失的情況下，處于與轉向軸的附接端部接合的位置的掣子防止方向盤從轉向軸移除。
[0032]參閱圖1，該圖提供了根據實施方式的方向盤10的立體圖。方向盤10包括沿著方向盤10的中心區段14設置的轂12。多個輻條16從轂12大體上徑向向外延伸。如圖所示,大體上圓形的外邊緣18通過輻條16支撐。轂12、輻條16和外邊緣18 —起形成整體方向盤框架，所述整體方向盤框架可被部分或完全覆蓋以例如泡沫覆蓋物、裝飾覆蓋物和/或類似物品。
[0033]參閱圖2和4，根據一個實施方式，分別提供了轂12的主視局部立體圖以及轂12和轉向柱22的轉向軸20的后視局部立體圖。轂12包括管狀桿部分24以及從所述管狀桿部分24徑向向外延伸的板部分26。管狀桿部分24具有通道28以及環繞所述通道28布置的壁30。壁30具有鄰近通道28的內表面32以及與所述通道28和所述內表面32對置設置的外表面34。內表面32具有多個內花鍵36。如圖所示，內花鍵36構造成例如梯形軸向花鍵。
[0034]在一個實施方式中，槽縫38沿著內表面和外表面32和34形成并且穿過壁30來限定開口 40。如圖所示，槽縫38在壁30的局部加厚區段42中形成并且從外表面34軸向延伸穿過壁30到內表面32。
[0035]還參閱圖3，根據一個實施方式，彈簧加載的掣子44沿著壁30并且在槽縫38中設置。彈簧加載的掣子44包括掣子46和偏置特征48。掣子46和偏置特征48協作地構造成，使得偏置特征48作用于掣子46上以便影響所述掣子46相對于所述壁30的運動。在一個實施方式中，偏置特征48設置成鄰近壁30的外表面34并且掣子46設置成通過開口40并且鄰近壁30的內表面和外表面32和34。偏置特征48在負載下作用于外表面34并且施加彈簧力到掣子46的端部49，以便迫使掣子46的最遠端部62響應于彈簧力而相對于壁30移動同時允許最遠端部62抵抗(resistively against)彈簧力移動。如圖所示,掣子46和偏置特征48例如由彈簧鋼等整體形成，以便限定彈簧加載的掣子44。備選地，掣子46和偏置特征48可以是獨立部件但布置成使得偏置特征48作用于掣子46上以便使掣子46相對于壁30移動。
[0036]在一個實施方式中，偏置特征48構造成樞轉地連接到掣子46的端部49的懸臂彈簧。如圖所示，偏置特征48是從掣子46的端部49延伸的彎曲條狀物47。在一個實施方式中，彎曲條狀物47從掣子46以從大約120到大約160度的角度A延伸。
[0037]在一個實施方式中，掣子46被構造成杠桿，所述杠桿具有“U形”橫截面并且包括在側壁條狀物52和54之間延伸的條狀連接板50。側壁條狀物52和54每個分別具有附接開口 56或58。附接開口 56和58形成為穿過側壁條狀物52和54以便所述附接開口 56和58彼此對準。銷60(圖4所示)一例如軋制鋼銷等側向延伸穿過壁30的局部加厚區段42，橫越槽縫38，并且穿過附接開口 56和58。這樣一來，掣子46聯接到管狀桿部分24并且可在偏置特征48的影響下通過繞銷60旋轉而相對于壁30移動。
[0038]參閱圖4和5，在一個實施方式中，在將方向盤10裝配到轉向柱22期間，轉向軸20的附接端部64進給到轂12的管狀桿部分24的通道28中。如圖5所示，附接端部64是管狀的并且具有軸端通道66而且還包括環繞所述軸端通道66設置的軸端壁68。軸端壁68具有內軸端表面70和外軸端表面72。多個外花鍵74-例如梯形軸向花鍵沿著外軸端表面72形成，并且螺紋71沿著內軸端表面70形成。軸端壁68限定反面特征76。在一個實施方式中，反面特征76是軸端開口 78，所述軸端開口 78形成為穿過軸端壁68并從內軸端表面70延伸到外軸端表面72。在附接端部64的遠側端部80和近側端部84分別是斜面82和86。
[0039]參閱圖6A，該圖提供了根據實施方式的圖4描繪的方向盤10和轉向柱22在中間裝配階段期間沿著線6-6的剖視圖。如圖所示，方向盤10的管狀桿部分24沿著由單頭箭頭87指示的軸向方向在轉向軸20的附接端部64上進給。具體地，管狀桿部分24的內表面32在附接端部64的外軸端表面72上進給，以便方向盤10的內花鍵36 (同樣見圖2)接合轉向軸20的外花鍵74(見圖5)。這樣一來，方向盤10可操作地聯接到轉向軸20以便從方向盤10傳遞旋轉運動到轉向軸20。
[0040]隨著管狀桿部分24在附接端部64上進給，掣子46的接觸表面88接觸外軸端表面72。偏置特征48和銷60相互配合以便允許掣子46旋轉而使得所述掣子46可沿著外軸端表面72移動。如圖所示，壁30的開口周邊部分96(限定開口 40)限制掣子46的旋轉。在一個實施方式中，當掣子46的接觸表面88接觸斜面82時，所述斜面82幫助掣子46的最遠端部62離開轉向軸20的最遠端部80進給的路徑,從而方便了裝配過程。
[0041]參閱圖6B，該圖提供了根據實施方式的圖4描繪的方向盤10和轉向柱22在中間裝配階段后期期間沿著線6-6的剖視圖。管狀桿部分24和附接端部64沿軸向移動到一起，直到轉向軸20處于與管狀桿部分24的安置位置90。如圖所示，處于安置位置90，轉向軸20的斜面86鄰接管狀桿部分24的止動斜面92。當轉向軸20鄰近(例如，處于或接近)安置位置90時，作用于管狀桿部分24的外表面34的偏置特征48迫使掣子46進入與轉向軸20的接合位置94從而防止方向盤10從轉向軸20移除。在一個示例中并且如圖所示，一旦最遠端部62離開軸端壁68的邊緣98，偏置特征48就迫使掣子46進入反面特征76-例如軸端開口 78。在一個實施方式中，反面特征76構造成與處于接合位置94的掣子46具有I到4毫米(mm)的間隙100 (由單頭箭頭指示)，以便允許限制方向盤10沿著轉向軸20的軸向移動。這樣一來，方向盤10可沿著轉向軸20以例如對應于間隙100的距離來回扭動，而不會從轉向軸20移除。
[0042]在一個實施方式中，例如為了維護和維修的原因，通過使掣子46從轉向軸20脫開，方向盤10可以從轉向軸20移除。在一個示例中，具有長形構件104的工具102-例如螺絲刀被進給穿過軸端通道66進入軸端開口 78中。接下來，長形構件104用于將最遠端部62推出軸端開口 78。這樣一來，方向盤10可隨后從轉向軸20移除。
[0043]如圖所示，具有外螺紋108的緊固件106被進給到軸端通道66并且被扭轉-例如旋轉到外螺紋108與附接端部64的螺紋71接合的位置，從而將方向盤10緊固到轉向軸20。在一個實施方式中，處于接合位置94的掣子46的最遠端部62設置在軸端通道66的外部，以便其不妨礙緊固件106與附接端部64的緊固。如果緊固件106沒有被適當地向下扭轉或緊固件缺失，處于與附接端部64的接合位置94的掣子46防止方向盤10從轉向軸20移除。在該情形中并且如上面實施方式中論述的，方向盤10可沿著轉向軸20來回扭動而不會從轉向軸20移除。允許方向盤10以這種方式扭動，將為機動車操作者或技術人員安全地提供應當檢測方向盤10與轉向軸20之間的附接的指示。
[0044]參閱圖7，該圖提供了根據示例性實施方式的用于裝配方向盤和轉向柱的方法的流程圖。所述方法包括將轉向軸的附接端部進給到方向盤的轂的管狀桿部分的通道中的安置位置(步驟110)。使用偏置特征，迫使沿著管狀桿部分的壁設置的方向盤的掣子進入與附接端部的接合位置(步驟112)，從而防止方向盤從轉向軸移除。
[0045]雖然在前面的【具體實施方式】中已經提供了至少一個示例性實施方式，但是應當理解的是，還存在大量變型。同樣應當理解的是，所述一個或多個示例性實施方式僅是示例，而并非用于以任何方式限制本發明的范圍、應用或構造。相反，前面的【具體實施方式】將向本領域技術人員提供實施所述一個或多個示例性實施方式的便利線路圖。應當理解的是，在不偏離所附權利要求及其法律等同體所限定的本發明的范圍的情況下，可以對元件的功能和布置做出各種改變。
【權利要求】
1.一種用于機動車的方向盤，所述方向盤包括: 設置在所述方向盤的中心區段中并且包括管狀桿部分的轂，所述管狀桿部分具有通道并且包括環繞所述通道設置的壁，其中所述管狀桿部分構造成可操作地聯接到轉向軸；以及 掣子和偏置特征，所述掣子和偏置特征沿著所述壁設置并且協作地構造成使得所述偏置特征作用于所述掣子上以便允許所述掣子在所述方向盤裝配到所述轉向軸期間相對于所述壁移動并且當所述轉向軸接近所述管狀桿部分中的安置位置時迫使所述掣子進入與所述轉向軸接合的位置，從而防止所述方向盤從所述轉向軸移除。
2.如權利要求1所述的方向盤，其中所述掣子和所述偏置特征整體形成從而限定彈簧加載的掣子。
3.如權利要求1所述的方向盤，其中所述偏置特征構造成樞轉地連接到所述掣子的懸臂彈簧。
4.如權利要求3所述的方向盤，其中所述懸臂彈簧從所述掣子以從大約120到大約160度的角度延伸。
5.如權利要求1所述的方向盤，其中所述掣子構造成杠桿，所述杠桿具有“U形”橫截面并且包括在兩個側壁條狀物之間延伸的條狀連接板。
6.如權利要求5所述的方向盤，其中所述兩個側壁條狀物每個都具有穿過其形成的附接開口，并且其中所述附接開口彼此對準并且所述方向盤進一步包括銷，所述銷延伸穿過所述附接開口和所述壁的一部分以便將所述掣子旋轉地聯接到所述管狀桿部分。
7.如權利要求1所述的方向盤，其中所述壁具有內表面、外表面以及槽縫，所述槽縫沿著所述內和外表面形成并且 穿過所述壁來限定開口，并且其中所述掣子和所述偏置特征沿著所述槽縫設置。
8.如權利要求7所述的方向盤，其中所述偏置特征設置在槽縫中且鄰近所述壁的外表面，使得所述偏置特征作用于所述外表面，以便允許所述掣子相對于所述壁移動并且迫使所述掣子進入接合位置。
9.一種用于機動車的方向盤和轉向柱組件，所述組件包括: 具有附接端部的轉向軸，所述附接端部具有多個外花鍵；以及 方向盤，該方向盤包括: 轂，所述轂設置在所述方向盤的中心區段中并且包括管狀桿部分，所述管狀桿部分具有通道并且包括環繞所述通道設置的壁，其中所述壁具有內表面以及沿著所述內表面形成的多個內花鍵，所述多個內花鍵可與所述外花鍵接合以便將所述方向盤可操作地聯接到所述轉向軸；以及 掣子和偏置特征，所述掣子和偏置特征沿著所述壁設置并且協作地構造成使得所述偏置特征作用于所述掣子上以便允許所述掣子在所述方向盤裝配到所述轉向軸期間相對于所述壁移動并且當所述轉向軸接近所述管狀桿部分中的安置位置時迫使所述掣子進入與所述附接端部接合的位置，從而防止所述方向盤從所述轉向軸移除。
10.一種用于裝配方向盤和轉向柱的方法，所述方法包括下述步驟: 將轉向軸的附接端部進給到所述方向盤的轂的管狀桿部分的通道中的安置位置；以及 使用偏置特征使沿著管狀桿部分的壁設置的方向盤的掣子被迫進入與所述附接端部的接合位置，從 而防止所述方向盤從所述轉向軸移除。
【文檔編號】B62D1/16GK103448783SQ201310205799
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月29日 優先權日:2012年5月29日
【發明者】G.L.懷斯利, P.M.戈西奧瓦, P.J.朱迪斯 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司