汽车方向盘的制作方法

专利名称：汽车方向盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车方向盘，更具体地说，本发明涉及具有改进抓握或提 高方便性特性的汽车方向盘。
背景技术：
汽车通常使用设置在车厢内的方向盘，方向盘面对就坐的司机。方向 盘被典型地安装到转向柱，以便经转向柱，手动旋转方向盘将旋转传送到 转向齿轮组件的输入轴。因此，转向齿轮组件旋转车辆的一组车轮。在旅行期间，连续驾驶要求司机的一只或两只手保持在方向盘上。由 于缺乏设置在方向盘上的人类环境改造学抓握支撑，长时间旅行可导致司 机的手或腕部不适或出现抽筋。除转向以外，汽车司机还需要开动操作或辅助属性。诸如刹车、用节 流阀调整(发动机)的速度和松离合器的操作通常由脚踏板控制。持续速 度自行保持装置设置通常由方向盘、仪表板或方向盘组件上的杆或开关操 作。司机经常需要控制诸如外部照明的特性。在下雨天气的情况中，司机 可能会需要操作车辆的雨刷器。为了在驾车对听音乐，司机可手动控制位于车辆内的音频设备。这些需要手动控制的多个辅助特性通常设置在汽车的仪表盘上。为提 高方便性，现有技术在相关的方向盘组件上提供了用于持续速度自行保持 装置和音频设备的手动控制器，通常位于方向盘的轮毂上。在新近出现的提高乘客安全装置中，现有技术在方向盘组件中设置了发明内容考虑到前述问题，本发明的目的在于提高司机的舒适性和工效性(ergonomics)。另 一个目的在于提高司机的方便性。本发明的一个方面在于提供一种汽车方向盘组件，它具有连接到转向 柱的轮毂、从轮毂延伸的轮辐和安装到轮辐的轮状物。具有特定断面形状 的辐板从轮状物接近轮辐和轮状物的交叉点向内延伸。辐板提供对司机手 的支撑。本发明的另一个方面在于提供一对平分轮状物的共线轮辐。 本发明的另一个方面在于提供一种具有从轮状物延伸并与轮辐接合 的辐板的方向盘。本发明的另一个方向在于提供从轮状物向内延伸的辐板，其中辐板向 内倾斜以勾勒出司机的把手或形成司机的把手外形。本发明的另一方面在于提供一种从方向盘向内延伸的手掌支撑辐板， 当方向盘与车辆的正直操纵方向对齐时，该辐板位于方向盘的轮辐下方。本发明的另一个方面在于在方向盘组件上提供持续速度自动保持装 置开关。本发明的另 一个方面在于在方向盘组件上提供音频设备控制开关。 本发明的另一个方面在于与方向盘的抓握部分一起整体模制成形辐板。本发明的另一个方面在于与方向盘的轮辐的末端一起整体模制成形 辐板。本发明的另一个方面在于提供具有位于方向盘的外表面与转向柱之 间的具有特定轮廓表面的辐板。本发明的另一个方面在于提供位于包括方向盘的外表面的平面与转 向柱之间的轮辐。本发明的另一个方面在于提供一种方向盘组件，它具有带有向外延 伸轮辐的轮毂；被安装到轮辐的轮状物；设置在轮毂上的转向信号开关； 设置在轮毂上的前灯开关；设置在轮毂上的危险信号开关；和设置在轮毂 上的雨刷器开关。本发明的另一个方面在于在轮毂内提供气囊组件。在一个实施方式中，方向盘组件配置有一对从轮毂延伸的共线轮辐和 从轮毂延伸的、与共线轮辐垂直的第三轮辐。20051本发明的另一个方面在于提供一种具有设置在第三轮辐上的雨刷开 关的三轮辐方向盘组件。本发明的另一个方面在于提供一对间隔开的辐板，每一个辐板从轮状 物向内径向、向方向盘组件的多个轮辐的一个延伸。在一种实施方式中，方向盘组件配置有轮毂；从轮毂的相对侧向外 延伸的横梁；被安装到横梁的轮状物；以及每个均从轮状物向内径向延伸 并与横梁接合的一对辐板。该辐板可具有相对于轮状物的倾斜面，用于支 撑乘客手的掌部。结合附图通过对本发明实施例的描述，本发明的上述方面以及其它方 面、目的、实施例、特性、优点和益处将会变得很明显。


图1是显示汽车内部环境的根据本发明的方向盘的透视图； 图2为图1的方向盘组件的放大透视图； 图3为沿图2的横断线3-3的局部断面视图；和 图4为根据本发明技术启示的可选方向盘组件的主视图。
具体实施方式
参照图1，显示了汽车环境，特别是其中用于运送乘客的客车内部环 境，并通常由标号10表示。汽车内部10包括用于舒适地支撑坐在其上的 司机的驾驶员座位12。当就坐时，司机面对于仪表板14和仪表盘16。转 向柱18从仪表盘16延伸。方向盘组件20被安装在转向柱18上，它大体 面对司机并接近和位于座位12的上方。油门踏板22和刹车踏板24接近地板平面设置在仪表盘16下方，用 于由司机的脚操作。中央控制台26设置在司机座位12附近，并设置在司 机座位12和另一前乘客座位之间。司机通过踩下油门踏板22或刹车踏板24而对车辆进行加速和减速。 司机通过手动旋转方向盘组件20而控制转向操作。与车辆相关的其它控 制设置在中央控制台26上。设置在控制台26的控制通常实质上为辅助控 制，而不直接用于车辆的驱动操作。例如，音频设备的控制被设置在控制台26上。车辆的其它操作控制设置在转向柱18上。例如，风挡雨刷器控制杆28从转向柱18侧面延伸，以便司机的手可以不必从方向盘组件20伸得很 远控制风挡雨刷器。转向柱18还包括从转向柱侧面延伸的灯控制杆30， 它位于雨刷器控制杆28的相反侧。灯控制杆30允许司机控制安装在车辆 外部的灯的车前灯的强度和转向信号指示。参照图2，方向盘组件20和转向柱18被放大显示以显示细节。方向 盘组件20包括安装在转向柱18的轮毂32。轮毂32被连接用于与转向齿 轮组件(未示出)的输入轴一起旋转，从而用于控制车辆前轮的旋转。因 此，轮毂32的旋转控制着车辆的转向。横梁34在其相对的远端侧从轮毂32向外径向延伸。横梁34包括在 车辆直线操纵方向中大体水平定向的一对共线轮辐36、 38。轮状物或方向盘40被安装在轮辐36、 38的远端42、 44。轮状物40 具有通过其中形成的中央空腔46，该中央空腔46提供了尺寸适合司机抓 握的外面的抓握部48。中央空腔46被轮辐36、 38截开。抓握部48可由 司机抓握，用于将旋转传递到轮辐36、 38和轮毂32，从而控制车辆的操 纵方向。在车辆行驶期间，司机经常地可在放松的位置处抓握轮状物40，大体 右手在时钟表面的3点和4点之间，大体左手在8点和9点之间。为在这 些抓握位置期间人体功效学地(人类工程学地)支撑使用者的手掌， 一对 具有特定断面形状的(contoured)辐板50、 52设置用于支撑司机的手掌。 每个辐板50、 52接近方向盘40和对应的轮辐36、 38的交叉点从轮状物 40向内径向延伸。此外，每个辐板50、 52可以桥接或跨接包含的角度并 与对应的轮辐36、 38接合。每个辐板50、 52具有相对于轮状物40沿向内径向方向倾斜的弯曲斜 面。因此，斜面的轮廓与普通手掌抓握布置匹配。当轮辐36、 38被设置 在同一直线上且截开轮状物40时，辐板50、 52可以被设置在轮辐36、 38 的下方。每个辐板50、 52可以与对应的轮辐36、 38的远端42、 44整体模制 形成。辐板50、 52也可以与抓握部48的部分整体模制形成。为使司机更方便，方向盘组件20可配置有用于操作车辆的控制开关。如图2所示，摇臂开关54、 56、 58、 60 (rocker switches)可从轮辐36、 38的一边到另一边设置。这些摇臂开关54、 56、 58、 60包括用于控制车辆的持续速度自行保持装置和音频设备的开关。设置在左轮辐36上的第一摇臂开关54包括持续速度自行保持装置设 置按钮62和持续速度自行保持装置关闭按钮64。第二摇臂开关56包括滑 行按钮66和加速按钮68。这些摇臂开关54、 56与车辆的电控制单元可操 作连通，用于允许用户设置持续速度自行保持装置、关闭持续速度自行保 持装置、设置滑行模式的持续速度自行保持装置和当提高持续速度自行保 持装置速度的设定时对车辆进行加速。摇臂开关54、 56操作车辆的辅助功能。具体地，摇臂开关58、 60提 供了对车内音频设备的冗余控制。这种冗余控制允许乘客从中央控制台26 控制音频设备，或允许司机从方向盘组件20控制音频设备。摇臂开关58 和60每个均与音频设备可操作连通。摇臂开关58包括选择向下按钮70 和选择向上按钮72，用于改变输入音频媒介的频率和轨道。摇臂开关60 包括音量减小按钮74和音量增加按钮76，用于改变音频设备输出音量的 幅度。参照图3,在沿图2的直线3-3的局部片断横断面视图中显示了方向 盘组件20的一部分。方向盘40的外表面位于平面78中。轮辐38和辐板 52位于平面78与转向柱18之间。这种设置将辐板52对准在最优凹陷方 位，以便当司机将手放在围绕方向盘40的3点与4点之间时，司机的手 掌接合具有特定形状的辐板52。参照图4，显示了根据本发明教导的可选实施例方向盘组件80。该方 向盘组件80包括安装在转向柱18的轮毂82。方向盘组件80包括一对共 线轮辐84、 86，当方向盘组件80定位于车辆的直线操纵方向时，轮辐84、 86从轮毂82水平延伸。第三轮辐88从轮毂82延伸，大体与第一和第二 轮辐84、 86垂直。方向盘90被安装在第一、第二和第三轮辐84、 86、 88 的末端，而其尺寸适合司机抓握。类似于前一实施例，司机旋转方向盘90 以共同旋转控制相关车辆的操纵方向用的轮辐84、 86、 88和轮毂82。为使司机更加方便，多个操作控制器被安装到方向盘组件80上。左和右转向信号指示器开关92、 94被分别设置在第一和第二轮辐84、 86上。 转向信号指示开关92、 94与装配到车辆外部的转向信号指示器灯可操作 连通，以便按下一个转向信号指示开关92、 94可导致在外部显示希望的 转向指示信号。以分别设置在第一和第二轮辐84、 86上的近光束开关96和远光束开 关98的形式，前灯控制器也被设置在方向盘组件80上。近光束开关和远 光束开关96， 9S与车辆的外部前灯电连通，而允许司机不必操纵设置在 相关车辆的转向柱18或仪表板16上的操纵杆或开关而调节前灯的强度。车辆的其它操作特征可以设置在方向盘组件80上，例如诸如风挡玻 璃雨刷器的雨刷器开关10设置在第三轮辐88上以允许司机控制车辆上的 外部的诸如风挡玻璃雨刷器的雨刷器的操作，而无需司机从方向盘90移 开他/她的手，而伸手探向转向柱18或仪表板16上的雨刷器操纵杆或开关。附加照明控制可由设置在轮毂82上的危险信号开关102提供，用于 控制车辆外部灯发出的危险信号。安全部件也可设置在方向盘组件80中。例如，气囊组件104可以设 置在轮毂82内部，用于在由车辆电控制单元检测的特定危险条件中选择 使用。方向盘组件80也可包括一对具有特定形状的辐板106、 108，用于改 进车辆转向操作期间的方向盘的手动抓握性。辐板106、 108从方向盘90 向内径向延伸，并设置在钟面上的约10点和2点处。轮板106、 108通常 被加上衬垫而具有圆形外部，用于在旋转方向盘90时改进司机的抓握和 附着摩擦力或牵引力。此外，辐板106、 108设置有当司机将其手放置在 这些位置处和位绕方向盘90延伸他的或她的手掌时手掌跟部依靠的支撑。如果司机选择向前伸展手并用手指围绕方向盘90时，辐板106、 108 提供了司机手指抓握中带衬垫的抓握支撑。虽然辐板106、 108被示出与 第一和第二轮辐84、 86对齐并向其延伸，本发明预期辐板可以设置在方向盘组件的任何位置，以便有利于工效和使司机舒适。此外，扁平的抓握部110被设置在方向盘90的下部区域，用于当司 机就座和面对方向盘组件80时，为司机的腿提供增加的间隙。总之，本发明的提供对方向盘组件的多种工效(人体工程学)、舒适性和方便性的改进。虽然已详细描述了用于实施本发明的实施例，那些熟悉本发明涉及领 域的技术人员将认识到存在多种如下述权利要求定义的用于实践本发明 的可选设计与实施例。
权利要求
1.一种汽车的方向盘组件，包括可操作地连接到车辆的转向柱的用于控制车辆的转向方向的轮毂；从所述轮毂向外径向延伸的至少一个轮辐；被安装到至少一个轮辐的方向盘；所述方向盘具有尺寸适合乘客抓握的中央空腔和向外径向的厚度，以便方向盘的手动旋转将旋转传送到轮辐和轮毂以控制车辆的转动方向；和至少一个具有特定形状的辐板，所述辐板接近至少一个轮辐和方向盘的交点、从方向盘向内径向延伸，并用于在所述至少一个轮辐附近提供方向盘的工效性手动抓握。
2. 根据权利要求1所述的方向盘组件，其中所述至少一个轮辐还包 括至少两个大体共线的、共同平分方向盘的轮辐。
3. 根据权利要求l所述的方向盘组件，其中所述至少一个辐板与所 述至少一个轮辐接合。
4. 根据权利要求l所述的方向盘组件，其中所述至少一个辐板具有 沿向内径向方向相对于方向盘的斜面。
5. 根据权利要求1所述的方向盘组件，其中所述至少一个轮辐还包 括每个均侧向向外延伸的一对轮辐，其中在方向盘组件对应于车辆的正直 方向的方位中，所述至少一个辐板被设置在所述一对轮辐下方。
6. 根据权利要求1所述的方向盘组件，还包括可操作地与车辆的控 制单元连通的、设置在轮毂或至少一个轮辐上的持续速度自行保持装置开 关。
7. 根据权利要求1所述的方向盘组件，还包括可操作地与车辆的音 频设置连通的、设置在轮毂或至少一个轮辐上的音频设备控制开关。
8. 根据权利要求1所述的方向盘组件，其中所述至少一个辐板与方 向盘的抓握部分整体模制成型。
9. 根据权利要求l所述的方向盘组件，其中所述至少一个辐板与至 少一个轮辐的末端整体模制成型。
10. 根据权利要求1所述的方向盘组件，其中所述至少一个辐板与所述方向盘的抓握部分和与所述至少一个轮辐的末端整体模制成型。
11. 根据权利要求1所述的方向盘组件，其中朝向远离转向柱的方 向盘的表面位于一个平面，而所述至少一个辐板具有位于所述平面和转向 柱之间的具有特定形状的表面。
12. 根据权利要求1所述的方向盘组件，其中朝向远离转向柱的方 向盘的表面位于一个平面，而所述至少一个轮辐位于所述平面和转向柱之 间。
13. —种汽车的方向盘组件，包括用于控制车辆的转向方向、可操作地连接到车辆的转向柱的轮毂；所 述轮毂具有从所述轮毂向外径向延伸的至少一个轮辐；被安装到至少一个轮辐的方向盘；所述方向盘具有尺寸适合乘客抓握 的中央空腔和向外径向的厚度，以便方向盘的手动旋转将旋转传送到轮辐 和轮毂以控制车辆的转向方向；转向信号指示器开关，所述转向信号指示器开关被设置在所述轮毂 上，与车辆的转向信号指示器可操作地连通，以便乘客可以从方向盘组件 控制转向信号指示；前灯强度开关，所述前灯强度开关被设置在所述轮毂上，与车辆的前 灯可操作地连通，以便乘客可以从方向盘组件控制前灯的强度；危险信号开关，所述危险信号开关被设置在所述轮毂上，与车辆的转 向信号指示器可操作地连通，以便乘客可以从方向盘组件控制危险信号指 示；和雨刷器开关，所述雨刷器开关被设置在所述轮毂上，与车辆的雨刷器 组件可操作地连通，以便乘客可以从方向盘组件控制擦拭操作。
14. 根据权利要求13所述的方向盘组件，还包括容纳在轮毂内的气 囊组件。
15. 根据权利要求13所述的方向盘组件，还包括从方向盘向内径向延伸的至少一个具有特性形状的辐板，用于改善方向盘的手动抓握性。
16. 根据权利要求13所述的方向盘组件，其中所述至少一个轮辐还 包括从轮毂向方向盘侧向向外延伸的一对大体共线的轮辐，和从轮毂向方向盘延伸的、大体垂直于所述一对轮辐的第三轮辐。
17. 根据权利要求16所述的方向盘组件，其中雨刷器开关被设置第三轮辐上。
18. 根据权利要求13所述的方向盘组件，其中所述轮毂还包括一对 直径上相对的轮辐。
19. 根据权利要求18所述的方向盘组件，还包括 一对间隔开的辐板， 所述每个辐板从方向盘向一个轮辐向内径向延伸，用于改善与轮辐相对的 方向盘的手动抓握性。
20. —种汽车的方向盘组件，包括用于控制车辆的转向方向的、可操作地连接到车辆的转向柱的轮毂； 从轮毂的相对侧向外径向延伸的横梁；在所述横梁的间隔开的末端处安装到所述横梁的方向盘，以便轮毂大 体与所述轮毂同轴定位，所述方向盘具有尺寸适合乘客抓握的中央空腔和 向外径向的厚度，以便方向盘的手动旋转将旋转传送到轮辐和轮毂以控制 车辆的转向方向；和一对辐板，每个幅板从方向盘向内径向延伸，并以设置在方向盘的下 部与横梁的对应的末端的下侧之间的夹角接合横梁；每个辐板具有沿向内 径向方向、相对于方向盘的斜面，用于支撑乘客的手掌，而在横梁附近产 生方向盘的工效性手动抓握。
全文摘要
本发明公开了一种具有轮毂、从轮毂延伸的轮辐和安装到轮辐的方向盘的、用于控制车辆的转向操作的方向盘组件。也公开了一种具有特定形状的辐板，用于方便方向盘的工效性抓握和用于使司机舒适。本发明还公开了设置在方向盘组件上的多种车辆操作控制，用于当操作车辆时为司机提供方便。
文档编号B62D1/08GK101327807SQ200510083209
公开日2008年12月24日 申请日期2005年7月7日 优先权日2005年1月7日
发明者克里斯·托马森, 大卫·伍德豪斯, 杰里米·R·伦, 马修·A·希尔 申请人:福特环球技术公司