专利名称：一种方向盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的方向盘，更具体地说，涉及一种能吸收冲击 能量的方向盘。
背景技术：
众所周知，安全程度是衡量车辆整体性能的一个重要指标。 当车辆发生碰撞时，对驾驶员造成伤害的主要威胁来源于方向盘和与方 向盘连接的转向柱。车辆的碰撞过程可以分为第一阶段和第二阶段在第一 阶段，车辆发生碰撞的前部发生急剧变形，同时使位于驾驶员身前的方向盘 和转向柱向后移动，也就是向驾驶员所在的位置移动；在第二阶段，驾驶员
在惯性的作用下，会向冲向方向盘和转向柱，为了防止驾驶员遭受人身伤害， 可以通过安全带、气囊等吸收驾驶员本身的运动能量，而在实际中，驾驶员 往往也会与方向盘直接接触而造成伤害。
当车辆发生碰撞，驾驶员与方向盘接触时，为了防止给驾驶员造成较大
的伤害，CN1689885A提供了一种可吸收能量的转向盘，该转向盘具有转向 盘骨架，转向盘骨架具有毂5、辐条及转向盘盘缘，所述毂、辐条及转向盘 盘缘设置有外壳，所述辐条的骨架3从所述转向盘盘缘延伸至所述毂5，所 述外壳至少在所述毂5的上方区域具有至少一个有助于能量吸收的腔室。如 图1所示，所述辐条的骨架3直接插入毂5中，并与毂5形成一体结构。
对于该转向盘来说，当驾驶者与该转向盘碰撞时，只有在驾驶者与转向 盘中间部分的腔室接触时，才能起到吸收能量的作用。而且，如图1所示， 转向盘中间部分的腔室一般低于转向盘的轮缘，因而，当驾驶者与转向盘的 轮缘发生冲击较大的碰撞时，位于转向盘中间部分的腔室不能起到吸能的作 用，自然不能有效地对驾驶者进行保护。因而，该转向盘起到吸收能量保护
驾驶者的功能的应用具有较大的局限性。而且转向盘轮缘骨架与辐条骨架3 刚性固定连接，同时如上所述辐条骨架3与毂5形成刚性的一体结构，因而， CN1689885A中提供的转向盘忽视了转向盘轮缘有可能会对驾驶者造成伤害 的可能性，当驾驶者与转向盘轮缘碰撞时，由于轮缘骨架、辐条骨架3和毂 5形成刚性较高的整体结构，很容易对驾驶者造成严重的伤害。因而，上述 转向盘不能有效地对驾驶者起到保护作用。
发明内容
本发明的目的在于克服CN1689885A中提供的方向盘不能有效保护驾 驶者的缺陷，而提供一种能有效保护驾驶者的方向盘，即便是当驾驶者与转 向盘的轮缘发生碰撞时，也能有效地对驾驶者进行保护。
本发明提供了一种方向盘，该方向盘包括轮缘骨架、辐条骨架和毂，所 述辐条骨架与轮缘骨架固定连接，在所述轮缘骨架和辐条骨架的外表面上设 置有外壳，其中，所述辐条骨架和毂上分别设置有连接端和连接孔，或所述 辐条骨架和毂上分别设置有连接孔和连接端，所述连接端插入连接孔内，所 述连接端与连接孔为间隙配合，且所述辐条骨架与毂通过预紧力产生装置在 由该预紧力产生装置产生的预紧力的作用下固定连接。
与现有技术的方向盘不同的是，本发明提供的方向盘中，辐条骨架与毂 通过预紧力产生装置在预紧力的作用下固定连接，而不是直接通过焊接等方 法而成为一体结构，这样，当受到冲击时，比如驾驶者与方向盘发生碰撞时， 如果冲击力足够大，则会使辐条骨架与毂相对运动，所述连接端会进一步插 入连接孔中。因而，冲击的能量可以通过辐条骨架与毂的摩擦，或者对连接 孔内的气体压縮做功等方式而得以消耗，从而起到保护驾驶者的作用。
图1为根据本发明的方向盘的正向视图； 图2为CN1689885A中提供的方向盘的截面图； 图3为根据本发明一个实施方式的方向盘的截面图； 图4为根据本发明的另一实施方式的辐条骨架与毂连接方式的局部放大 截面图。
具体实施例方式
下面参考附图，对本发明的优选实施方式进行详细的描述。
如图2和图3所示，根据本发明的方向盘1包括轮缘骨架2、辐条骨架 3和毂5，所述辐条骨架3与轮缘骨架2固定连接，在所述轮缘骨架2和辐 条骨架3的外表面上设置有外壳4，其特征在于，所述辐条骨架3和毂5上 分别设置有连接端8和连接孔6，或所述辐条骨架3和毂5上分别设置有连 接孔6和连接端8，所述连接端8插入连接孔6内，所述连接端8与连接孔 6为间隙配合，且所述辐条骨架3与所述毂5通过预紧力产生装置在由该预 紧力产生装置产生的预紧力的作用下固定连接。
当驾驶者与方向盘1发生碰撞时，冲击力能够克服辐条骨架3和毂5之 间的预紧力，迫使辐条骨架3和毂5发生相对移动，连接端8会进一步向连 接孔6内插入，而且此时，由于辐条骨架3和毂5都会发生形变，二者之间 会产生较大的摩擦力，从而可以消耗冲击能量，保护驾驶者免受较大的伤害。
方向盘1包括轮缘骨架2、辐条骨架3和毂5，其中，轮缘骨架2和辐 条骨架3通常可以通过焊接等连接放置固定连接为一体结构，与辐条骨架3 连接的毂5用于将方向盘1的转动传递到相应部件，从而实现对车辆的控制。 这些结构和部件为本领域普通技术人员所公知，在此不再对其进行详细描 述。
本发明的特征在于对辐条骨架3和毂5的连接进行了改进。辐条骨架3
和毂5上分别设置有连接端8和连接孔6，或者，所述辐条骨架3和毂5上 也可以分别设置有连接孔6和连接端8，对于这两种情况来说，连接端8和 连接孔6的配合关系可以相同或基本相同，因而，为了简便起见，在本说明 书中仅对辐条骨架3和毂5上分别设置有连接端8和连接孔6的情况进行详 细描述。但本领域普通技术人员应该明白，在该情况下对本发明实施方式的 特征的描述，也完全适用于所述辐条骨架3和毂5上也可以分别设置有连接 孔6和连接端8的情况。
如图3所示，辐条骨架3的连接端8插入毂5的连接孔6内，但是仅为 插入连接孔6的一部分，因而，连接孔6剩余的部分形成一个封闭的空腔。 而且，连接端8与连接孔6之间还通过预紧力产生装置而连接在一起，该预 紧力产生装置的作用为产生预紧力，保持辐条骨架3和毂5之间具有足够的 接触力，防止辐条骨架3随意地在毂5的连接孔6内滑动，从而造成整个方 向盘1在结构上的不稳定性。
由于该预紧力的存在，可以保持辐条骨架3和毂5的相对静止，但当辐 条骨架3受到较大冲击时，该冲击力大于辐条骨架3和毂5之间的预紧力， 而且进入连接孔6的连接端8与连接孔6为间隙配合，因而，使得辐条骨架 3与毂5之间发生相对运动，即，辐条骨架3的连接端8沿毂5的连接孔6 向该连接孔6的深处移动。当连接端8向连接孔6的深处移动时，辐条骨架 3和毂5由于冲击力的存在，都不可避免地发生变形，因而，连接端8与连 接孔6之间会产生较大的摩擦，从而消耗冲击能量。此外，连接孔6没有与 连接端8接触的部分形成封闭的空腔，当连接端8朝向连接孔6内移动时， 与内燃机中的活塞类似，连接端8会压縮连接孔6内存有的空气，同样会对 连接端8的移动产生阻尼作用，当然也会消耗上述冲击能量。总之，根据本 发明提供的方向盘，当冲击力克服辐条骨架3和毂5之间的预紧力而使辐条 骨架3和毂相对移动时，冲击的能量会迅速消耗掉，从而保证驾驶者的安全。 上述预紧力产生装置可以具有多种实施方式。
根据本发明的优选实施方式，所述预紧力产生装置为销7，该销7沿所 述连接孔6的径向穿过连接孔6的孔壁9以及位于连接孔6内的连接端8， 从而将辐条骨架3和毂5连接起来，如图3所示。
为了安装销7，在辐条骨架3的连接端8上形成有径向贯穿该连接端8 的孔，同时在毂5的连接孔6的孔壁9上形成有径向贯穿该连接孔6的孔， 这样，在装配辐条骨架3与毂5时，首先将辐条骨架3的连接端8插入连接 孔6内，使辐条骨架3连接端8上设置的孔与连接孔6的孔壁上设置的孔对 齐，然后，将已经制作好的销7插入对齐的孔中，从而实现辐条骨架3和毂 5的装配，而且二者之间通过该销7的紧固而连接在一起。在另一种实施方 式中，当将辐条骨架3连接端8上设置的孔与连接孔6的孔壁上设置的孔对 齐后，还可以将熔融的塑料注入对齐的孔中，冷却后形成贯穿辐条骨架3和 连接孔6的销7，同样可以在销7的紧固力的作用下实现辐条骨架3和毂5 的连接。
销7可以由多种材料制成，如塑料或金属等。销7还可以具有多种形状， 如圆柱形、圆锥形或棱柱形等，都可以根据实际的应用场合加以确定。
优选情况下，销7的材料的强度低于辐条骨架3和/或毂5的材料的强 度，因而，可以通过对销7材料的选择，控制所述预紧力的大小，还可以控 制能够将销7冲断的冲击力的大小。
当方向盘1受到较大冲击时，巨大的冲击力通过轮缘骨架2传递至辐条 骨架3，因而在辐条骨架3与毂5的连接处也受到较大的冲击。当冲击力足 够大时，销7被剪切力剪断，此时，渗入连接孔6内的辐条骨架3的连接端 8与连接孔6之间不存在约束力，因而，该连接端8会在冲击的推动下，向 连接孔6内部进一步移动。而且，在冲击力的作用下，辐条骨架3和毂5都 发生变形，因而，在移动过程中，辐条骨架3的外表面会与连接孔6的内表
面产生剧烈的摩擦，从而能够消耗冲击的瞬时能量。此外，由于连接孔6为 封闭的孔，当辐条骨架3的连接端8在连接孔6内移动时，会压縮连接孔6 内的空气，也起到吸收冲击能量的作用。
销7被剪断所需要的冲击力大小与销7的材料、尺寸以及安装位置有关， 机械领域普通设计人员可以根据具体的应用场合进行选择。
根据本发明的另一实施方式，所述预紧力产生装置包括设置在所述辐条 骨架3的外表面上的凸出体11和设置在所述连接孔6的孔壁9内表面上的 槽10，如图4所示。
如图4所示，在辐条骨架3的外表面上设置有凸出体11，同时在连接孔 6的孔壁9的内表面上设置有槽10。当将辐条骨架3装配在连接孔6时，所 述凸出体11可以位于所述槽10内，也可以不在所述槽IO之内。
在所述凸出体11不在所述槽10之内的情况下，在所述连接孔6的径向， 所述凸出体11压紧于所述连接端8的外表面和所述孔壁9内表面之间，在 所述连接孔6的轴向，所述凸出体11位于所述连接孔6的端口与所述槽10 之间。也就是说，当将辐条骨架3装入连接孔6内后，辐条骨架3外表面上 设置的凸出体11压紧于连接孔6的内表面上，因而，辐条骨架3和毂5之 间的预紧力通过凸出体11和连接孔6内表面之间的压紧力而实现，从而将 辐条骨架3和毂5在预紧力的作用下连接起来。
当辐条骨架3受到冲击而向连接孔6内部移动时，首先凸出体11与连 接孔6的内表面之间产生剧烈的摩擦，从而消耗冲击所具有的能量。如果冲 击还具有较大的能量，则辐条骨架3的连接端8会继续深入连接孔6的内部， 因而，设置在辐条骨架3外表面上的凸出体11会落入设置在连接孔6内表 面上的槽10内，在该位置，凸出体11与连接孔6内壁9之间的压紧力减小； 如果辐条骨架3的连接端8继续移动，必然要离开槽10，使辐条骨架3的凸 出体ll和连接孔6的内壁9之间压紧力增大，又产生摩擦力。这样，槽IO
对移动的辐条骨架3起到阻挡的作用，从而消耗冲击的能量。如果冲击太大， 则辐条骨架3会继续摩擦移动，进入下一个槽10中。因而，可以在辐条骨 架3的外表面上设置多个凸出体11，在连接孔6的内壁9上设置多个槽10。
在凸出体11位于槽10内的情况下，该预紧力产生装置的工作原理和过 程与上述类似，在此不再详细描述。
所述凸出体11和槽IO可以通过多种方法制成，如可以通过机械加工， 或用腐蚀性液体腐蚀加工等。
根据该实施方式的预紧力产生装置(包括凸出体11和槽10)所适用的 冲击力，可以根据具体的应用场合，对凸出体11和连接孔6的内壁9以及 槽10的尺寸和位置关系进行调整而实现。
根据本发明的再一实施方式，所述连接孔6和所述辐条骨架3的连接端 8为锥度配合。由于插入连接孔6内的辐条骨架3的连接端8与该连接孔6 为锥度配合，因而，当辐条骨架3在冲击的作用下继续深入连接孔6时，在 辐条骨架3与连接孔6之间的压紧力越来越大，辐条骨架3和连接孔6之间 的摩擦力也越来越大，从而能对辐条骨架3的阻力也越来越大。
所述辐条骨架3和连接孔6之间的锥度配合，可以为圆锥配合或棱锥配 合，以实现辐条骨架3和毂5之间的预紧力即可，同时当辐条骨架3受到冲 击而在连接孔6内持续移动时，二者之间的锥度配合可以有效地增加辐条骨 架3的阻力，通过辐条骨架3和连接孔6之间的摩擦力而将冲击的能量消耗。
为了进一步增加方向盘的缓冲作用，优选情况下，在方向盘l的轮缘骨 架2和辐条骨架3的外部设置有外壳4，该外壳4 一般由弹性材料制成，如 各种泡沬状材料或弹性塑料等，包括海绵、聚氨脂塑料。
对于根据本发明的方向盘1，当驾驶者与方向盘的轮缘骨架2发生冲击 较大的碰撞时，与轮缘骨架2固定连接的辐条骨架3相对于毂5发生相对移 动，从而起到缓冲作用，对驾驶者起到保护作用，防止驾驶者受到较大的伤害。
而当驾驶者与方向盘的中部发生冲击较大的冲击时，为了同样对驾驶者 起到有效的保护作用，优选地，在在轮缘骨架2、辐条骨架3和毂5所限定 的空间12中，还设置有气囊。气囊为车辆中常用的安全部件，可以选用现 有气囊中的任意一种。当驾驶员与方向盘的中部发生冲击较大的碰撞时，气 囊会自动打开，从而对驾驶者形成一个较大的缓冲作用，有效地起到保护驾 驶者的作用。
进一步优选地，所述空间12通过由弹性材料制成的壳体13密封，该壳 体13与所述外壳4连接在一起或为一体部件。由于空间12由弹性材料制成 的壳体13封装，这样，当驾驶者与方向盘的中部发生冲击相对较小但仍会 对驾驶者造成伤害的碰撞时，该弹性壳体13能对驾驶者起到保护作用。
壳体13可以通过多种方式与方向盘的外壳4连接在一起，如粘结、缝 制等，也可以直接与外壳4一体制成。
综上所述，按照本发明提供的方向盘，当驾驶者与方向盘l的轮缘部分 发生碰撞时，冲击能量可以通过辐条骨架3和毂5的连接孔6之间的摩擦而 得以大量消耗，从而起到缓冲作用，保护驾驶者免受较大的伤害。而当驾驶 者与方向盘的中心部分发生碰撞时，也同样能对驾驶者起到有效地保护作 用。
权利要求
1.一种方向盘，该方向盘(1)包括轮缘骨架(2)、辐条骨架(3)和毂(5)，所述辐条骨架(3)与轮缘骨架(2)固定连接，在所述轮缘骨架(2)和辐条骨架(3)的外表面上设置有外壳(4)，其特征在于，所述辐条骨架(3)和毂(5)上分别设置有连接端(8)和连接孔(6)，或所述辐条骨架(3)和毂(5)上分别设置有连接孔(6)和连接端(8)，所述连接端(8)插入连接孔(6)内，所述连接端(8)与连接孔(6)为间隙配合，且所述辐条骨架(3)与所述毂(5)通过预紧力产生装置在由该预紧力产生装置产生的预紧力的作用下固定连接。
2. 根据权利要求1所述的方向盘，其中，所述预紧力产生装置为沿所 述连接孔(6)的径向贯穿所述连接端(8)和连接孔(6)的销(7)。
3. 根据权利要求2所述的方向盘，其中，所述销(7)的材料的强度低 于所述辐条骨架(3)的材料的强度。
4. 根据权利要求1所述的方向盘，其中，所述预紧力产生装置包括设 置在所述连接端(8)外表面上的凸出体(11)和设置于所述连接孔(6)的 孔壁(9)内表面上的槽(10)。
5. 根据权利要求4所述的方向盘，其中，在所述连接孔(6)的径向， 所述凸出体(11)压紧于所述连接端(8)的外表面和所述孔壁(9)内表面 之间，在所述连接孔(6)的轴向，所述凸出体(11)位于所述连接孔(6) 的端口与所述槽(10)之间。
6. 根据权利要求4所述的方向盘，其中，所述凸出体(11)压紧于所 述槽(10)内。
7. 根据权利要求l所述的方向盘，其中，所述连接孔(6)和所述连接 端(8)为锥度配合。
8. 根据权利要求7所述的方向盘，其中，所述连接孔(6)和连接端(8) 为圆锥或棱锥配合。
9. 根据权利要求1所述的方向盘，其中，在轮缘骨架(2)、辐条骨架 (3)和毂(5)所限定的空间(12)中，还设置有气囊。
10. 根据权利要求9所述的方向盘，其中，所述空间(12)通过由弹性 材料制成的壳体(13)密封，该壳体(13)与所述外壳(4)连接在一起或 为一体部件。
全文摘要
本发明提供了一种方向盘，该方向盘包括轮缘骨架、辐条骨架和毂，所述辐条骨架与轮缘骨架固定连接，在所述轮缘骨架和辐条骨架的外表面上设置有外壳，其中，所述辐条骨架和毂上分别设置有连接端和连接孔，或所述辐条骨架和毂上分别设置有连接孔和连接端，所述连接端插入连接孔内，所述连接端与连接孔为间隙配合，且所述辐条骨架与所述毂通过预紧力产生装置在由该预紧力产生装置产生的预紧力的作用下固定连接。在本发明提供的方向盘中，辐条骨架与毂通过预紧力产生装置在预紧力的作用下固定连接，而不是直接通过焊接等方法而成为一体结构，这样，当受到冲击时，辐条骨架与毂发生相对运动，从而起到保护驾驶者的作用。
文档编号B62D1/11GK101372237SQ20071014760
公开日2009年2月25日 申请日期2007年8月24日 优先权日2007年8月24日
发明者乐 任 申请人:比亚迪股份有限公司