專利名稱：一種方向盤的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的方向盤，更具體地說，涉及一種能吸收沖擊 能量的方向盤。
背景技術：
眾所周知，安全程度是衡量車輛整體性能的一個重要指標。 當車輛發(fā)生碰撞時，對駕駛員造成傷害的主要威脅來源于方向盤和與方 向盤連接的轉向柱。車輛的碰撞過程可以分為第一階段和第二階段在第一 階段，車輛發(fā)生碰撞的前部發(fā)生急劇變形，同時使位于駕駛員身前的方向盤 和轉向柱向后移動，也就是向駕駛員所在的位置移動；在第二階段，駕駛員
在慣性的作用下，會向沖向方向盤和轉向柱，為了防止駕駛員遭受人身傷害， 可以通過安全帶、氣囊等吸收駕駛員本身的運動能量，而在實際中，駕駛員 往往也會與方向盤直接接觸而造成傷害。
當車輛發(fā)生碰撞，駕駛員與方向盤接觸時，為了防止給駕駛員造成較大
的傷害，CN1689885A提供了一種可吸收能量的轉向盤，該轉向盤具有轉向 盤骨架，轉向盤骨架具有轂5、輻條及轉向盤盤緣，所述轂、輻條及轉向盤 盤緣設置有外殼，所述輻條的骨架3從所述轉向盤盤緣延伸至所述轂5，所 述外殼至少在所述轂5的上方區(qū)域具有至少一個有助于能量吸收的腔室。如 圖1所示，所述輻條的骨架3直接插入轂5中，并與轂5形成一體結構。
對于該轉向盤來說，當駕駛者與該轉向盤碰撞時，只有在駕駛者與轉向 盤中間部分的腔室接觸時，才能起到吸收能量的作用。而且，如圖1所示， 轉向盤中間部分的腔室一般低于轉向盤的輪緣，因而，當駕駛者與轉向盤的 輪緣發(fā)生沖擊較大的碰撞時，位于轉向盤中間部分的腔室不能起到吸能的作 用，自然不能有效地對駕駛者進行保護。因而，該轉向盤起到吸收能量保護
駕駛者的功能的應用具有較大的局限性。而且轉向盤輪緣骨架與輻條骨架3 剛性固定連接，同時如上所述輻條骨架3與轂5形成剛性的一體結構，因而， CN1689885A中提供的轉向盤忽視了轉向盤輪緣有可能會對駕駛者造成傷害 的可能性，當駕駛者與轉向盤輪緣碰撞時，由于輪緣骨架、輻條骨架3和轂 5形成剛性較高的整體結構，很容易對駕駛者造成嚴重的傷害。因而，上述 轉向盤不能有效地對駕駛者起到保護作用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服CN1689885A中提供的方向盤不能有效保護駕 駛者的缺陷，而提供一種能有效保護駕駛者的方向盤，即便是當駕駛者與轉 向盤的輪緣發(fā)生碰撞時，也能有效地對駕駛者進行保護。
本發(fā)明提供了一種方向盤，該方向盤包括輪緣骨架、輻條骨架和轂，所 述輻條骨架與輪緣骨架固定連接，在所述輪緣骨架和輻條骨架的外表面上設 置有外殼，其中，所述輻條骨架和轂上分別設置有連接端和連接孔，或所述 輻條骨架和轂上分別設置有連接孔和連接端，所述連接端插入連接孔內，所 述連接端與連接孔為間隙配合，且所述輻條骨架與轂通過預緊力產生裝置在 由該預緊力產生裝置產生的預緊力的作用下固定連接。
與現(xiàn)有技術的方向盤不同的是，本發(fā)明提供的方向盤中，輻條骨架與轂 通過預緊力產生裝置在預緊力的作用下固定連接，而不是直接通過焊接等方 法而成為一體結構，這樣，當受到沖擊時，比如駕駛者與方向盤發(fā)生碰撞時， 如果沖擊力足夠大，則會使輻條骨架與轂相對運動，所述連接端會進一步插 入連接孔中。因而，沖擊的能量可以通過輻條骨架與轂的摩擦，或者對連接 孔內的氣體壓縮做功等方式而得以消耗，從而起到保護駕駛者的作用。


圖1為根據本發(fā)明的方向盤的正向視圖； 圖2為CN1689885A中提供的方向盤的截面圖； 圖3為根據本發(fā)明一個實施方式的方向盤的截面圖； 圖4為根據本發(fā)明的另一實施方式的輻條骨架與轂連接方式的局部放大 截面圖。
具體實施例方式
下面參考附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細的描述。
如圖2和圖3所示，根據本發(fā)明的方向盤1包括輪緣骨架2、輻條骨架 3和轂5，所述輻條骨架3與輪緣骨架2固定連接，在所述輪緣骨架2和輻 條骨架3的外表面上設置有外殼4，其特征在于，所述輻條骨架3和轂5上 分別設置有連接端8和連接孔6，或所述輻條骨架3和轂5上分別設置有連 接孔6和連接端8，所述連接端8插入連接孔6內，所述連接端8與連接孔 6為間隙配合，且所述輻條骨架3與所述轂5通過預緊力產生裝置在由該預 緊力產生裝置產生的預緊力的作用下固定連接。
當駕駛者與方向盤1發(fā)生碰撞時，沖擊力能夠克服輻條骨架3和轂5之 間的預緊力，迫使輻條骨架3和轂5發(fā)生相對移動，連接端8會進一步向連 接孔6內插入，而且此時，由于輻條骨架3和轂5都會發(fā)生形變，二者之間 會產生較大的摩擦力，從而可以消耗沖擊能量，保護駕駛者免受較大的傷害。
方向盤1包括輪緣骨架2、輻條骨架3和轂5，其中，輪緣骨架2和輻 條骨架3通?？梢酝ㄟ^焊接等連接放置固定連接為一體結構，與輻條骨架3 連接的轂5用于將方向盤1的轉動傳遞到相應部件，從而實現(xiàn)對車輛的控制。 這些結構和部件為本領域普通技術人員所公知，在此不再對其進行詳細描 述。
本發(fā)明的特征在于對輻條骨架3和轂5的連接進行了改進。輻條骨架3
和轂5上分別設置有連接端8和連接孔6，或者，所述輻條骨架3和轂5上 也可以分別設置有連接孔6和連接端8，對于這兩種情況來說，連接端8和 連接孔6的配合關系可以相同或基本相同，因而，為了簡便起見，在本說明 書中僅對輻條骨架3和轂5上分別設置有連接端8和連接孔6的情況進行詳 細描述。但本領域普通技術人員應該明白，在該情況下對本發(fā)明實施方式的 特征的描述，也完全適用于所述輻條骨架3和轂5上也可以分別設置有連接 孔6和連接端8的情況。
如圖3所示，輻條骨架3的連接端8插入轂5的連接孔6內，但是僅為 插入連接孔6的一部分，因而，連接孔6剩余的部分形成一個封閉的空腔。 而且，連接端8與連接孔6之間還通過預緊力產生裝置而連接在一起，該預 緊力產生裝置的作用為產生預緊力，保持輻條骨架3和轂5之間具有足夠的 接觸力，防止輻條骨架3隨意地在轂5的連接孔6內滑動，從而造成整個方 向盤1在結構上的不穩(wěn)定性。
由于該預緊力的存在，可以保持輻條骨架3和轂5的相對靜止，但當輻 條骨架3受到較大沖擊時，該沖擊力大于輻條骨架3和轂5之間的預緊力， 而且進入連接孔6的連接端8與連接孔6為間隙配合，因而，使得輻條骨架 3與轂5之間發(fā)生相對運動，即，輻條骨架3的連接端8沿轂5的連接孔6 向該連接孔6的深處移動。當連接端8向連接孔6的深處移動時，輻條骨架 3和轂5由于沖擊力的存在，都不可避免地發(fā)生變形，因而，連接端8與連 接孔6之間會產生較大的摩擦，從而消耗沖擊能量。此外，連接孔6沒有與 連接端8接觸的部分形成封閉的空腔，當連接端8朝向連接孔6內移動時， 與內燃機中的活塞類似，連接端8會壓縮連接孔6內存有的空氣，同樣會對 連接端8的移動產生阻尼作用，當然也會消耗上述沖擊能量。總之，根據本 發(fā)明提供的方向盤，當沖擊力克服輻條骨架3和轂5之間的預緊力而使輻條 骨架3和轂相對移動時，沖擊的能量會迅速消耗掉，從而保證駕駛者的安全。 上述預緊力產生裝置可以具有多種實施方式。
根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述預緊力產生裝置為銷7，該銷7沿所 述連接孔6的徑向穿過連接孔6的孔壁9以及位于連接孔6內的連接端8， 從而將輻條骨架3和轂5連接起來，如圖3所示。
為了安裝銷7，在輻條骨架3的連接端8上形成有徑向貫穿該連接端8 的孔，同時在轂5的連接孔6的孔壁9上形成有徑向貫穿該連接孔6的孔， 這樣，在裝配輻條骨架3與轂5時，首先將輻條骨架3的連接端8插入連接 孔6內，使輻條骨架3連接端8上設置的孔與連接孔6的孔壁上設置的孔對 齊，然后，將已經制作好的銷7插入對齊的孔中，從而實現(xiàn)輻條骨架3和轂 5的裝配，而且二者之間通過該銷7的緊固而連接在一起。在另一種實施方 式中，當將輻條骨架3連接端8上設置的孔與連接孔6的孔壁上設置的孔對 齊后，還可以將熔融的塑料注入對齊的孔中，冷卻后形成貫穿輻條骨架3和 連接孔6的銷7，同樣可以在銷7的緊固力的作用下實現(xiàn)輻條骨架3和轂5 的連接。
銷7可以由多種材料制成，如塑料或金屬等。銷7還可以具有多種形狀， 如圓柱形、圓錐形或棱柱形等，都可以根據實際的應用場合加以確定。
優(yōu)選情況下，銷7的材料的強度低于輻條骨架3和/或轂5的材料的強 度，因而，可以通過對銷7材料的選擇，控制所述預緊力的大小，還可以控 制能夠將銷7沖斷的沖擊力的大小。
當方向盤1受到較大沖擊時，巨大的沖擊力通過輪緣骨架2傳遞至輻條 骨架3，因而在輻條骨架3與轂5的連接處也受到較大的沖擊。當沖擊力足 夠大時，銷7被剪切力剪斷，此時，滲入連接孔6內的輻條骨架3的連接端 8與連接孔6之間不存在約束力，因而，該連接端8會在沖擊的推動下，向 連接孔6內部進一步移動。而且，在沖擊力的作用下，輻條骨架3和轂5都 發(fā)生變形，因而，在移動過程中，輻條骨架3的外表面會與連接孔6的內表
面產生劇烈的摩擦，從而能夠消耗沖擊的瞬時能量。此外，由于連接孔6為 封閉的孔，當輻條骨架3的連接端8在連接孔6內移動時，會壓縮連接孔6 內的空氣，也起到吸收沖擊能量的作用。
銷7被剪斷所需要的沖擊力大小與銷7的材料、尺寸以及安裝位置有關， 機械領域普通設計人員可以根據具體的應用場合進行選擇。
根據本發(fā)明的另一實施方式，所述預緊力產生裝置包括設置在所述輻條 骨架3的外表面上的凸出體11和設置在所述連接孔6的孔壁9內表面上的 槽10，如圖4所示。
如圖4所示，在輻條骨架3的外表面上設置有凸出體11，同時在連接孔 6的孔壁9的內表面上設置有槽10。當將輻條骨架3裝配在連接孔6時，所 述凸出體11可以位于所述槽10內，也可以不在所述槽IO之內。
在所述凸出體11不在所述槽10之內的情況下，在所述連接孔6的徑向， 所述凸出體11壓緊于所述連接端8的外表面和所述孔壁9內表面之間，在 所述連接孔6的軸向，所述凸出體11位于所述連接孔6的端口與所述槽10 之間。也就是說，當將輻條骨架3裝入連接孔6內后，輻條骨架3外表面上 設置的凸出體11壓緊于連接孔6的內表面上，因而，輻條骨架3和轂5之 間的預緊力通過凸出體11和連接孔6內表面之間的壓緊力而實現(xiàn)，從而將 輻條骨架3和轂5在預緊力的作用下連接起來。
當輻條骨架3受到沖擊而向連接孔6內部移動時，首先凸出體11與連 接孔6的內表面之間產生劇烈的摩擦，從而消耗沖擊所具有的能量。如果沖 擊還具有較大的能量，則輻條骨架3的連接端8會繼續(xù)深入連接孔6的內部， 因而，設置在輻條骨架3外表面上的凸出體11會落入設置在連接孔6內表 面上的槽10內，在該位置，凸出體11與連接孔6內壁9之間的壓緊力減小； 如果輻條骨架3的連接端8繼續(xù)移動，必然要離開槽10，使輻條骨架3的凸 出體ll和連接孔6的內壁9之間壓緊力增大，又產生摩擦力。這樣，槽IO
對移動的輻條骨架3起到阻擋的作用，從而消耗沖擊的能量。如果沖擊太大， 則輻條骨架3會繼續(xù)摩擦移動，進入下一個槽10中。因而，可以在輻條骨 架3的外表面上設置多個凸出體11，在連接孔6的內壁9上設置多個槽10。
在凸出體11位于槽10內的情況下，該預緊力產生裝置的工作原理和過 程與上述類似，在此不再詳細描述。
所述凸出體11和槽IO可以通過多種方法制成，如可以通過機械加工， 或用腐蝕性液體腐蝕加工等。
根據該實施方式的預緊力產生裝置(包括凸出體11和槽10)所適用的 沖擊力，可以根據具體的應用場合，對凸出體11和連接孔6的內壁9以及 槽10的尺寸和位置關系進行調整而實現(xiàn)。
根據本發(fā)明的再一實施方式，所述連接孔6和所述輻條骨架3的連接端 8為錐度配合。由于插入連接孔6內的輻條骨架3的連接端8與該連接孔6 為錐度配合，因而，當輻條骨架3在沖擊的作用下繼續(xù)深入連接孔6時，在 輻條骨架3與連接孔6之間的壓緊力越來越大，輻條骨架3和連接孔6之間 的摩擦力也越來越大，從而能對輻條骨架3的阻力也越來越大。
所述輻條骨架3和連接孔6之間的錐度配合，可以為圓錐配合或棱錐配 合，以實現(xiàn)輻條骨架3和轂5之間的預緊力即可，同時當輻條骨架3受到沖 擊而在連接孔6內持續(xù)移動時，二者之間的錐度配合可以有效地增加輻條骨 架3的阻力，通過輻條骨架3和連接孔6之間的摩擦力而將沖擊的能量消耗。
為了進一步增加方向盤的緩沖作用，優(yōu)選情況下，在方向盤l的輪緣骨 架2和輻條骨架3的外部設置有外殼4，該外殼4 一般由彈性材料制成，如 各種泡沬狀材料或彈性塑料等，包括海綿、聚氨脂塑料。
對于根據本發(fā)明的方向盤1，當駕駛者與方向盤的輪緣骨架2發(fā)生沖擊 較大的碰撞時，與輪緣骨架2固定連接的輻條骨架3相對于轂5發(fā)生相對移 動，從而起到緩沖作用，對駕駛者起到保護作用，防止駕駛者受到較大的傷害。
而當駕駛者與方向盤的中部發(fā)生沖擊較大的沖擊時，為了同樣對駕駛者 起到有效的保護作用，優(yōu)選地，在在輪緣骨架2、輻條骨架3和轂5所限定 的空間12中，還設置有氣囊。氣囊為車輛中常用的安全部件，可以選用現(xiàn) 有氣囊中的任意一種。當駕駛員與方向盤的中部發(fā)生沖擊較大的碰撞時，氣 囊會自動打開，從而對駕駛者形成一個較大的緩沖作用，有效地起到保護駕 駛者的作用。
進一步優(yōu)選地，所述空間12通過由彈性材料制成的殼體13密封，該殼 體13與所述外殼4連接在一起或為一體部件。由于空間12由彈性材料制成 的殼體13封裝，這樣，當駕駛者與方向盤的中部發(fā)生沖擊相對較小但仍會 對駕駛者造成傷害的碰撞時，該彈性殼體13能對駕駛者起到保護作用。
殼體13可以通過多種方式與方向盤的外殼4連接在一起，如粘結、縫 制等，也可以直接與外殼4一體制成。
綜上所述，按照本發(fā)明提供的方向盤，當駕駛者與方向盤l的輪緣部分 發(fā)生碰撞時，沖擊能量可以通過輻條骨架3和轂5的連接孔6之間的摩擦而 得以大量消耗，從而起到緩沖作用，保護駕駛者免受較大的傷害。而當駕駛 者與方向盤的中心部分發(fā)生碰撞時，也同樣能對駕駛者起到有效地保護作 用。
權利要求
1.一種方向盤，該方向盤(1)包括輪緣骨架(2)、輻條骨架(3)和轂(5)，所述輻條骨架(3)與輪緣骨架(2)固定連接，在所述輪緣骨架(2)和輻條骨架(3)的外表面上設置有外殼(4)，其特征在于，所述輻條骨架(3)和轂(5)上分別設置有連接端(8)和連接孔(6)，或所述輻條骨架(3)和轂(5)上分別設置有連接孔(6)和連接端(8)，所述連接端(8)插入連接孔(6)內，所述連接端(8)與連接孔(6)為間隙配合，且所述輻條骨架(3)與所述轂(5)通過預緊力產生裝置在由該預緊力產生裝置產生的預緊力的作用下固定連接。
2. 根據權利要求1所述的方向盤，其中，所述預緊力產生裝置為沿所 述連接孔(6)的徑向貫穿所述連接端(8)和連接孔(6)的銷(7)。
3. 根據權利要求2所述的方向盤，其中，所述銷(7)的材料的強度低 于所述輻條骨架(3)的材料的強度。
4. 根據權利要求1所述的方向盤，其中，所述預緊力產生裝置包括設 置在所述連接端(8)外表面上的凸出體(11)和設置于所述連接孔(6)的 孔壁(9)內表面上的槽(10)。
5. 根據權利要求4所述的方向盤，其中，在所述連接孔(6)的徑向， 所述凸出體(11)壓緊于所述連接端(8)的外表面和所述孔壁(9)內表面 之間，在所述連接孔(6)的軸向，所述凸出體(11)位于所述連接孔(6) 的端口與所述槽(10)之間。
6. 根據權利要求4所述的方向盤，其中，所述凸出體(11)壓緊于所 述槽(10)內。
7. 根據權利要求l所述的方向盤，其中，所述連接孔(6)和所述連接 端(8)為錐度配合。
8. 根據權利要求7所述的方向盤，其中，所述連接孔(6)和連接端(8) 為圓錐或棱錐配合。
9. 根據權利要求1所述的方向盤，其中，在輪緣骨架(2)、輻條骨架 (3)和轂(5)所限定的空間(12)中，還設置有氣囊。
10. 根據權利要求9所述的方向盤，其中，所述空間(12)通過由彈性 材料制成的殼體(13)密封，該殼體(13)與所述外殼(4)連接在一起或 為一體部件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種方向盤，該方向盤包括輪緣骨架、輻條骨架和轂，所述輻條骨架與輪緣骨架固定連接，在所述輪緣骨架和輻條骨架的外表面上設置有外殼，其中，所述輻條骨架和轂上分別設置有連接端和連接孔，或所述輻條骨架和轂上分別設置有連接孔和連接端，所述連接端插入連接孔內，所述連接端與連接孔為間隙配合，且所述輻條骨架與所述轂通過預緊力產生裝置在由該預緊力產生裝置產生的預緊力的作用下固定連接。在本發(fā)明提供的方向盤中，輻條骨架與轂通過預緊力產生裝置在預緊力的作用下固定連接，而不是直接通過焊接等方法而成為一體結構，這樣，當受到沖擊時，輻條骨架與轂發(fā)生相對運動，從而起到保護駕駛者的作用。
文檔編號B62D1/11GK101372237SQ20071014760
公開日2009年2月25日 申請日期2007年8月24日 優(yōu)先權日2007年8月24日
發(fā)明者樂 任 申請人:比亞迪股份有限公司