專利名稱：汽車方向盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車方向盤，更具體地說，本發(fā)明涉及具有改進抓握或提 高方便性特性的汽車方向盤。
背景技術(shù)：
汽車通常使用設(shè)置在車廂內(nèi)的方向盤，方向盤面對就坐的司機。方向 盤被典型地安裝到轉(zhuǎn)向柱，以便經(jīng)轉(zhuǎn)向柱，手動旋轉(zhuǎn)方向盤將旋轉(zhuǎn)傳送到 轉(zhuǎn)向齒輪組件的輸入軸。因此，轉(zhuǎn)向齒輪組件旋轉(zhuǎn)車輛的一組車輪。在旅行期間，連續(xù)駕駛要求司機的一只或兩只手保持在方向盤上。由 于缺乏設(shè)置在方向盤上的人類環(huán)境改造學抓握支撐，長時間旅行可導(dǎo)致司 機的手或腕部不適或出現(xiàn)抽筋。除轉(zhuǎn)向以外，汽車司機還需要開動操作或輔助屬性。諸如剎車、用節(jié) 流閥調(diào)整(發(fā)動機)的速度和松離合器的操作通常由腳踏板控制。持續(xù)速 度自行保持裝置設(shè)置通常由方向盤、儀表板或方向盤組件上的桿或開關(guān)操 作。司機經(jīng)常需要控制諸如外部照明的特性。在下雨天氣的情況中，司機 可能會需要操作車輛的雨刷器。為了在駕車對聽音樂，司機可手動控制位于車輛內(nèi)的音頻設(shè)備。這些需要手動控制的多個輔助特性通常設(shè)置在汽車的儀表盤上。為提 高方便性，現(xiàn)有技術(shù)在相關(guān)的方向盤組件上提供了用于持續(xù)速度自行保持 裝置和音頻設(shè)備的手動控制器，通常位于方向盤的輪轂上。在新近出現(xiàn)的提高乘客安全裝置中，現(xiàn)有技術(shù)在方向盤組件中設(shè)置了發(fā)明內(nèi)容考慮到前述問題，本發(fā)明的目的在于提高司機的舒適性和工效性(ergonomics)。另 一個目的在于提高司機的方便性。本發(fā)明的一個方面在于提供一種汽車方向盤組件，它具有連接到轉(zhuǎn)向 柱的輪轂、從輪轂延伸的輪輻和安裝到輪輻的輪狀物。具有特定斷面形狀 的輻板從輪狀物接近輪輻和輪狀物的交叉點向內(nèi)延伸。輻板提供對司機手 的支撐。本發(fā)明的另一個方面在于提供一對平分輪狀物的共線輪輻。 本發(fā)明的另一個方面在于提供一種具有從輪狀物延伸并與輪輻接合 的輻板的方向盤。本發(fā)明的另一個方向在于提供從輪狀物向內(nèi)延伸的輻板，其中輻板向 內(nèi)傾斜以勾勒出司機的把手或形成司機的把手外形。本發(fā)明的另一方面在于提供一種從方向盤向內(nèi)延伸的手掌支撐輻板， 當方向盤與車輛的正直操縱方向?qū)R時，該輻板位于方向盤的輪輻下方。本發(fā)明的另一個方面在于在方向盤組件上提供持續(xù)速度自動保持裝 置開關(guān)。本發(fā)明的另 一個方面在于在方向盤組件上提供音頻設(shè)備控制開關(guān)。 本發(fā)明的另一個方面在于與方向盤的抓握部分一起整體模制成形輻板。本發(fā)明的另一個方面在于與方向盤的輪輻的末端一起整體模制成形 輻板。本發(fā)明的另一個方面在于提供具有位于方向盤的外表面與轉(zhuǎn)向柱之 間的具有特定輪廓表面的輻板。本發(fā)明的另一個方面在于提供位于包括方向盤的外表面的平面與轉(zhuǎn) 向柱之間的輪輻。本發(fā)明的另一個方面在于提供一種方向盤組件，它具有帶有向外延 伸輪輻的輪轂；被安裝到輪輻的輪狀物；設(shè)置在輪轂上的轉(zhuǎn)向信號開關(guān)； 設(shè)置在輪轂上的前燈開關(guān)；設(shè)置在輪轂上的危險信號開關(guān)；和設(shè)置在輪轂 上的雨刷器開關(guān)。本發(fā)明的另一個方面在于在輪轂內(nèi)提供氣囊組件。在一個實施方式中，方向盤組件配置有一對從輪轂延伸的共線輪輻和 從輪轂延伸的、與共線輪輻垂直的第三輪輻。20051本發(fā)明的另一個方面在于提供一種具有設(shè)置在第三輪輻上的雨刷開 關(guān)的三輪輻方向盤組件。本發(fā)明的另一個方面在于提供一對間隔開的輻板，每一個輻板從輪狀 物向內(nèi)徑向、向方向盤組件的多個輪輻的一個延伸。在一種實施方式中，方向盤組件配置有輪轂；從輪轂的相對側(cè)向外 延伸的橫梁；被安裝到橫梁的輪狀物；以及每個均從輪狀物向內(nèi)徑向延伸 并與橫梁接合的一對輻板。該輻板可具有相對于輪狀物的傾斜面，用于支 撐乘客手的掌部。結(jié)合附圖通過對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的上述方面以及其它方 面、目的、實施例、特性、優(yōu)點和益處將會變得很明顯。


圖1是顯示汽車內(nèi)部環(huán)境的根據(jù)本發(fā)明的方向盤的透視圖； 圖2為圖1的方向盤組件的放大透視圖； 圖3為沿圖2的橫斷線3-3的局部斷面視圖；和 圖4為根據(jù)本發(fā)明技術(shù)啟示的可選方向盤組件的主視圖。
具體實施方式
參照圖1，顯示了汽車環(huán)境，特別是其中用于運送乘客的客車內(nèi)部環(huán) 境，并通常由標號10表示。汽車內(nèi)部10包括用于舒適地支撐坐在其上的 司機的駕駛員座位12。當就坐時，司機面對于儀表板14和儀表盤16。轉(zhuǎn) 向柱18從儀表盤16延伸。方向盤組件20被安裝在轉(zhuǎn)向柱18上，它大體 面對司機并接近和位于座位12的上方。油門踏板22和剎車踏板24接近地板平面設(shè)置在儀表盤16下方，用 于由司機的腳操作。中央控制臺26設(shè)置在司機座位12附近，并設(shè)置在司 機座位12和另一前乘客座位之間。司機通過踩下油門踏板22或剎車踏板24而對車輛進行加速和減速。 司機通過手動旋轉(zhuǎn)方向盤組件20而控制轉(zhuǎn)向操作。與車輛相關(guān)的其它控 制設(shè)置在中央控制臺26上。設(shè)置在控制臺26的控制通常實質(zhì)上為輔助控 制，而不直接用于車輛的驅(qū)動操作。例如，音頻設(shè)備的控制被設(shè)置在控制臺26上。車輛的其它操作控制設(shè)置在轉(zhuǎn)向柱18上。例如，風擋雨刷器控制桿28從轉(zhuǎn)向柱18側(cè)面延伸，以便司機的手可以不必從方向盤組件20伸得很 遠控制風擋雨刷器。轉(zhuǎn)向柱18還包括從轉(zhuǎn)向柱側(cè)面延伸的燈控制桿30， 它位于雨刷器控制桿28的相反側(cè)。燈控制桿30允許司機控制安裝在車輛 外部的燈的車前燈的強度和轉(zhuǎn)向信號指示。參照圖2，方向盤組件20和轉(zhuǎn)向柱18被放大顯示以顯示細節(jié)。方向 盤組件20包括安裝在轉(zhuǎn)向柱18的輪轂32。輪轂32被連接用于與轉(zhuǎn)向齒 輪組件(未示出)的輸入軸一起旋轉(zhuǎn)，從而用于控制車輛前輪的旋轉(zhuǎn)。因 此，輪轂32的旋轉(zhuǎn)控制著車輛的轉(zhuǎn)向。橫梁34在其相對的遠端側(cè)從輪轂32向外徑向延伸。橫梁34包括在 車輛直線操縱方向中大體水平定向的一對共線輪輻36、 38。輪狀物或方向盤40被安裝在輪輻36、 38的遠端42、 44。輪狀物40 具有通過其中形成的中央空腔46，該中央空腔46提供了尺寸適合司機抓 握的外面的抓握部48。中央空腔46被輪輻36、 38截開。抓握部48可由 司機抓握，用于將旋轉(zhuǎn)傳遞到輪輻36、 38和輪轂32，從而控制車輛的操 縱方向。在車輛行駛期間，司機經(jīng)常地可在放松的位置處抓握輪狀物40，大體 右手在時鐘表面的3點和4點之間，大體左手在8點和9點之間。為在這 些抓握位置期間人體功效學地(人類工程學地)支撐使用者的手掌， 一對 具有特定斷面形狀的(contoured)輻板50、 52設(shè)置用于支撐司機的手掌。 每個輻板50、 52接近方向盤40和對應(yīng)的輪輻36、 38的交叉點從輪狀物 40向內(nèi)徑向延伸。此外，每個輻板50、 52可以橋接或跨接包含的角度并 與對應(yīng)的輪輻36、 38接合。每個輻板50、 52具有相對于輪狀物40沿向內(nèi)徑向方向傾斜的彎曲斜 面。因此，斜面的輪廓與普通手掌抓握布置匹配。當輪輻36、 38被設(shè)置 在同一直線上且截開輪狀物40時，輻板50、 52可以被設(shè)置在輪輻36、 38 的下方。每個輻板50、 52可以與對應(yīng)的輪輻36、 38的遠端42、 44整體模制 形成。輻板50、 52也可以與抓握部48的部分整體模制形成。為使司機更方便，方向盤組件20可配置有用于操作車輛的控制開關(guān)。如圖2所示，搖臂開關(guān)54、 56、 58、 60 (rocker switches)可從輪輻36、 38的一邊到另一邊設(shè)置。這些搖臂開關(guān)54、 56、 58、 60包括用于控制車輛的持續(xù)速度自行保持裝置和音頻設(shè)備的開關(guān)。設(shè)置在左輪輻36上的第一搖臂開關(guān)54包括持續(xù)速度自行保持裝置設(shè) 置按鈕62和持續(xù)速度自行保持裝置關(guān)閉按鈕64。第二搖臂開關(guān)56包括滑 行按鈕66和加速按鈕68。這些搖臂開關(guān)54、 56與車輛的電控制單元可操 作連通，用于允許用戶設(shè)置持續(xù)速度自行保持裝置、關(guān)閉持續(xù)速度自行保 持裝置、設(shè)置滑行模式的持續(xù)速度自行保持裝置和當提高持續(xù)速度自行保 持裝置速度的設(shè)定時對車輛進行加速。搖臂開關(guān)54、 56操作車輛的輔助功能。具體地，搖臂開關(guān)58、 60提 供了對車內(nèi)音頻設(shè)備的冗余控制。這種冗余控制允許乘客從中央控制臺26 控制音頻設(shè)備，或允許司機從方向盤組件20控制音頻設(shè)備。搖臂開關(guān)58 和60每個均與音頻設(shè)備可操作連通。搖臂開關(guān)58包括選擇向下按鈕70 和選擇向上按鈕72，用于改變輸入音頻媒介的頻率和軌道。搖臂開關(guān)60 包括音量減小按鈕74和音量增加按鈕76，用于改變音頻設(shè)備輸出音量的 幅度。參照圖3,在沿圖2的直線3-3的局部片斷橫斷面視圖中顯示了方向 盤組件20的一部分。方向盤40的外表面位于平面78中。輪輻38和輻板 52位于平面78與轉(zhuǎn)向柱18之間。這種設(shè)置將輻板52對準在最優(yōu)凹陷方 位，以便當司機將手放在圍繞方向盤40的3點與4點之間時，司機的手 掌接合具有特定形狀的輻板52。參照圖4，顯示了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的可選實施例方向盤組件80。該方 向盤組件80包括安裝在轉(zhuǎn)向柱18的輪轂82。方向盤組件80包括一對共 線輪輻84、 86，當方向盤組件80定位于車輛的直線操縱方向時，輪輻84、 86從輪轂82水平延伸。第三輪輻88從輪轂82延伸，大體與第一和第二 輪輻84、 86垂直。方向盤90被安裝在第一、第二和第三輪輻84、 86、 88 的末端，而其尺寸適合司機抓握。類似于前一實施例，司機旋轉(zhuǎn)方向盤90 以共同旋轉(zhuǎn)控制相關(guān)車輛的操縱方向用的輪輻84、 86、 88和輪轂82。為使司機更加方便，多個操作控制器被安裝到方向盤組件80上。左和右轉(zhuǎn)向信號指示器開關(guān)92、 94被分別設(shè)置在第一和第二輪輻84、 86上。 轉(zhuǎn)向信號指示開關(guān)92、 94與裝配到車輛外部的轉(zhuǎn)向信號指示器燈可操作 連通，以便按下一個轉(zhuǎn)向信號指示開關(guān)92、 94可導(dǎo)致在外部顯示希望的 轉(zhuǎn)向指示信號。以分別設(shè)置在第一和第二輪輻84、 86上的近光束開關(guān)96和遠光束開 關(guān)98的形式，前燈控制器也被設(shè)置在方向盤組件80上。近光束開關(guān)和遠 光束開關(guān)96， 9S與車輛的外部前燈電連通，而允許司機不必操縱設(shè)置在 相關(guān)車輛的轉(zhuǎn)向柱18或儀表板16上的操縱桿或開關(guān)而調(diào)節(jié)前燈的強度。車輛的其它操作特征可以設(shè)置在方向盤組件80上，例如諸如風擋玻 璃雨刷器的雨刷器開關(guān)10設(shè)置在第三輪輻88上以允許司機控制車輛上的 外部的諸如風擋玻璃雨刷器的雨刷器的操作，而無需司機從方向盤90移 開他/她的手，而伸手探向轉(zhuǎn)向柱18或儀表板16上的雨刷器操縱桿或開關(guān)。附加照明控制可由設(shè)置在輪轂82上的危險信號開關(guān)102提供，用于 控制車輛外部燈發(fā)出的危險信號。安全部件也可設(shè)置在方向盤組件80中。例如，氣囊組件104可以設(shè) 置在輪轂82內(nèi)部，用于在由車輛電控制單元檢測的特定危險條件中選擇 使用。方向盤組件80也可包括一對具有特定形狀的輻板106、 108，用于改 進車輛轉(zhuǎn)向操作期間的方向盤的手動抓握性。輻板106、 108從方向盤90 向內(nèi)徑向延伸，并設(shè)置在鐘面上的約10點和2點處。輪板106、 108通常 被加上襯墊而具有圓形外部，用于在旋轉(zhuǎn)方向盤90時改進司機的抓握和 附著摩擦力或牽引力。此外，輻板106、 108設(shè)置有當司機將其手放置在 這些位置處和位繞方向盤90延伸他的或她的手掌時手掌跟部依靠的支撐。如果司機選擇向前伸展手并用手指圍繞方向盤90時，輻板106、 108 提供了司機手指抓握中帶襯墊的抓握支撐。雖然輻板106、 108被示出與 第一和第二輪輻84、 86對齊并向其延伸，本發(fā)明預(yù)期輻板可以設(shè)置在方向盤組件的任何位置，以便有利于工效和使司機舒適。此外，扁平的抓握部110被設(shè)置在方向盤90的下部區(qū)域，用于當司 機就座和面對方向盤組件80時，為司機的腿提供增加的間隙?？傊?，本發(fā)明的提供對方向盤組件的多種工效(人體工程學)、舒適性和方便性的改進。雖然已詳細描述了用于實施本發(fā)明的實施例，那些熟悉本發(fā)明涉及領(lǐng) 域的技術(shù)人員將認識到存在多種如下述權(quán)利要求定義的用于實踐本發(fā)明 的可選設(shè)計與實施例。
權(quán)利要求
1.一種汽車的方向盤組件，包括可操作地連接到車輛的轉(zhuǎn)向柱的用于控制車輛的轉(zhuǎn)向方向的輪轂；從所述輪轂向外徑向延伸的至少一個輪輻；被安裝到至少一個輪輻的方向盤；所述方向盤具有尺寸適合乘客抓握的中央空腔和向外徑向的厚度，以便方向盤的手動旋轉(zhuǎn)將旋轉(zhuǎn)傳送到輪輻和輪轂以控制車輛的轉(zhuǎn)動方向；和至少一個具有特定形狀的輻板，所述輻板接近至少一個輪輻和方向盤的交點、從方向盤向內(nèi)徑向延伸，并用于在所述至少一個輪輻附近提供方向盤的工效性手動抓握。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤組件，其中所述至少一個輪輻還包 括至少兩個大體共線的、共同平分方向盤的輪輻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方向盤組件，其中所述至少一個輻板與所 述至少一個輪輻接合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方向盤組件，其中所述至少一個輻板具有 沿向內(nèi)徑向方向相對于方向盤的斜面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤組件，其中所述至少一個輪輻還包 括每個均側(cè)向向外延伸的一對輪輻，其中在方向盤組件對應(yīng)于車輛的正直 方向的方位中，所述至少一個輻板被設(shè)置在所述一對輪輻下方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤組件，還包括可操作地與車輛的控 制單元連通的、設(shè)置在輪轂或至少一個輪輻上的持續(xù)速度自行保持裝置開 關(guān)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤組件，還包括可操作地與車輛的音 頻設(shè)置連通的、設(shè)置在輪轂或至少一個輪輻上的音頻設(shè)備控制開關(guān)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤組件，其中所述至少一個輻板與方 向盤的抓握部分整體模制成型。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方向盤組件，其中所述至少一個輻板與至 少一個輪輻的末端整體模制成型。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤組件，其中所述至少一個輻板與所述方向盤的抓握部分和與所述至少一個輪輻的末端整體模制成型。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤組件，其中朝向遠離轉(zhuǎn)向柱的方 向盤的表面位于一個平面，而所述至少一個輻板具有位于所述平面和轉(zhuǎn)向 柱之間的具有特定形狀的表面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤組件，其中朝向遠離轉(zhuǎn)向柱的方 向盤的表面位于一個平面，而所述至少一個輪輻位于所述平面和轉(zhuǎn)向柱之 間。
13. —種汽車的方向盤組件，包括用于控制車輛的轉(zhuǎn)向方向、可操作地連接到車輛的轉(zhuǎn)向柱的輪轂；所 述輪轂具有從所述輪轂向外徑向延伸的至少一個輪輻；被安裝到至少一個輪輻的方向盤；所述方向盤具有尺寸適合乘客抓握 的中央空腔和向外徑向的厚度，以便方向盤的手動旋轉(zhuǎn)將旋轉(zhuǎn)傳送到輪輻 和輪轂以控制車輛的轉(zhuǎn)向方向；轉(zhuǎn)向信號指示器開關(guān)，所述轉(zhuǎn)向信號指示器開關(guān)被設(shè)置在所述輪轂 上，與車輛的轉(zhuǎn)向信號指示器可操作地連通，以便乘客可以從方向盤組件 控制轉(zhuǎn)向信號指示；前燈強度開關(guān)，所述前燈強度開關(guān)被設(shè)置在所述輪轂上，與車輛的前 燈可操作地連通，以便乘客可以從方向盤組件控制前燈的強度；危險信號開關(guān)，所述危險信號開關(guān)被設(shè)置在所述輪轂上，與車輛的轉(zhuǎn) 向信號指示器可操作地連通，以便乘客可以從方向盤組件控制危險信號指 示；和雨刷器開關(guān)，所述雨刷器開關(guān)被設(shè)置在所述輪轂上，與車輛的雨刷器 組件可操作地連通，以便乘客可以從方向盤組件控制擦拭操作。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方向盤組件，還包括容納在輪轂內(nèi)的氣 囊組件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方向盤組件，還包括從方向盤向內(nèi)徑向延伸的至少一個具有特性形狀的輻板，用于改善方向盤的手動抓握性。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方向盤組件，其中所述至少一個輪輻還 包括從輪轂向方向盤側(cè)向向外延伸的一對大體共線的輪輻，和從輪轂向方向盤延伸的、大體垂直于所述一對輪輻的第三輪輻。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方向盤組件，其中雨刷器開關(guān)被設(shè)置第三輪輻上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方向盤組件，其中所述輪轂還包括一對 直徑上相對的輪輻。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方向盤組件，還包括 一對間隔開的輻板， 所述每個輻板從方向盤向一個輪輻向內(nèi)徑向延伸，用于改善與輪輻相對的 方向盤的手動抓握性。
20. —種汽車的方向盤組件，包括用于控制車輛的轉(zhuǎn)向方向的、可操作地連接到車輛的轉(zhuǎn)向柱的輪轂； 從輪轂的相對側(cè)向外徑向延伸的橫梁；在所述橫梁的間隔開的末端處安裝到所述橫梁的方向盤，以便輪轂大 體與所述輪轂同軸定位，所述方向盤具有尺寸適合乘客抓握的中央空腔和 向外徑向的厚度，以便方向盤的手動旋轉(zhuǎn)將旋轉(zhuǎn)傳送到輪輻和輪轂以控制 車輛的轉(zhuǎn)向方向；和一對輻板，每個幅板從方向盤向內(nèi)徑向延伸，并以設(shè)置在方向盤的下 部與橫梁的對應(yīng)的末端的下側(cè)之間的夾角接合橫梁；每個輻板具有沿向內(nèi) 徑向方向、相對于方向盤的斜面，用于支撐乘客的手掌，而在橫梁附近產(chǎn) 生方向盤的工效性手動抓握。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有輪轂、從輪轂延伸的輪輻和安裝到輪輻的方向盤的、用于控制車輛的轉(zhuǎn)向操作的方向盤組件。也公開了一種具有特定形狀的輻板，用于方便方向盤的工效性抓握和用于使司機舒適。本發(fā)明還公開了設(shè)置在方向盤組件上的多種車輛操作控制，用于當操作車輛時為司機提供方便。
文檔編號B62D1/08GK101327807SQ200510083209
公開日2008年12月24日 申請日期2005年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者克里斯·托馬森, 大衛(wèi)·伍德豪斯, 杰里米·R·倫, 馬修·A·希爾 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司