[发明专利]手柄横截面为椭圆形的方向盘

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种方向盘，其特点在于所述方向盘的手柄部分的横截面为椭圆形或仿椭圆形，这种方向盘更便于手握用力，可以轻便地防止手掌在方向盘上打滑，方便实用。

背景技术

目前的方向盘手柄的横截面多为圆形，手指用力部分与方向盘手柄间的摩擦阻力臂为手柄的横截面圆的半径。手柄太细，手指与手柄间的摩擦阻力臂会很小，需要用很大的握力才能防止手掌相对于方向盘手柄打滑；手柄太粗，虽然手掌与手柄间的摩擦阻力臂大了但由于手指张开太大不易用力，手指握力不大，使手掌与方向盘手柄间的摩擦力矩依然较小，而且使人感觉费力不便，达不到轻便地操作方向盘的目的。

发明内容

显然，手握方向盘时，手用力的部分主要是四个手指第二关节和虎口，手掌面和指尖用不上力，所以，只要使四个手指第二关节和虎口尽量张开，以便与方向盘手轮间产生较大的摩擦力矩就能实现既有效地防止手掌相对于方向盘手柄打滑，同时又感到省力轻松。

根据物理学概念，力矩等于力臂乘以力。

操纵方向盘有两个力矩起作用，一是驱动方向盘旋转所需要的扭力矩N，其力臂就是方向盘的半径，驱动力F大小取决于手掌与方向盘手柄之间的摩擦力矩M。显然，方向盘越大，所需驱动力F越小，也就越省力。此扭力矩N与本发明有直接关系。故在这里阐述一下这个这个概念。

操纵方向盘的另一个力矩M就是产生方向盘驱动力F的来源，也就是本发明解决的问题所在。它就是米自手指与方向盘手柄之间的摩擦力矩M，M的大小直接决定方向盘驱动力F。摩擦力矩M等于磨擦力m乘以力臂b，摩擦力m的大小取决于手掌作用于方向盘手柄上的抓力，摩擦力m等于抓力乘以摩擦系数，在其它条件相同的情况下，抓力越大，摩擦力m就越大。摩擦力m的力臂b就是手掌着力点(即四指第二关节和虎口)到着力点位置的手柄横截面中心的距离b，显然，在同样的条件下，b越大，m越大，M越大，驱动力F也就越大。

为了驱动方向盘，所需的驱动力F是固定的，如果b越大，那么需要的摩擦力f就越小。而力臂b就是手掌着力点(即四指第二关节和虎口)到着力点位置的手柄横截面中心的距离b，显然，人的手掌大小和发力舒适程度决定了b不能任意加大，如何能保证手掌舒适发力又能适当加大b，是本发明的关键所在。

基于以上思路，本发明给出一种横截面为椭圆形或仿椭圆形的方向盘手柄，只要保证手柄横截面椭圆的长轴端对应手握方向盘的着力点部位即四个手指第二关节和虎口部位，而不用力的部位手掌面和手指尖部位则对应手柄横截面的短轴端部，这样，一来大幅度提高了手与方向盘手柄间的摩擦阻力矩b，可以轻松省力地操纵方向盘，同时使整个手掌能舒适地帖在方向盘手柄上，使手掌感觉舒适，便于用力，不易疲劳。本发明的有益效果就是简便省力舒适实用。

本发明方向盘主要特征在于，所述方向盘的手柄(1)的整体或部分的横截面(2)(3)为椭圆形或仿椭圆形。另外所述方向盘手柄(1)不同位置的横截面(2)、(3)的长轴延长线L1、L2可以相交、平行或重合。手柄(1)不同位置的横截面(2)、(3)的长轴延长线L1、L2与手柄所在的平面P夹角可以不同，分别为0°-180°。

本发明中所述仿椭圆形是指形状与椭圆相仿而几何性质不是椭圆的形状，这种形状可以由曲线弧段和线段组成，所述曲线弧可以是圆弧、椭圆弧和不规则曲线弧。比如由线段和圆弧组成的形状，线段和椭圆弧组成的形状，圆弧与椭圆弧组成的形状等等。

显然，对于横截面为圆形且直径等于d的手柄和横截面为椭圆形且长轴等于d的手柄相比，后者更易于手掌把握和用力，而在握力相同的情况下二者产生摩擦阻力矩相同。

根据人体工程，手掌与手臂保持一条直线，也就是手腕不弯曲的状态下，手掌最容易发力而且是最自然状态，也就最不容易疲劳，再结合着力点主要是虎口和四指第二关节，根据这两点，设计出的方向盘手柄将是本发明推荐的最佳式样，也就是方向盘转轴Z应该与操作者双手小臂方向夹角尽量小，而方向盘手柄所有椭圆形横截面长轴位于以方向盘转轴Z为中心轴的圆柱面(或圆锥面)上。

本发明适合于用做各种方向盘，可取代现有方向盘。

本发明的有益效果在于：便于操纵方向盘，易于着力，手掌不易疲劳，尤其对于机动车方向盘，便于应付各种意外紧急状况，避免可能发生的事故和灾祸。本发明制造工艺和成本与现有方向盘相仿，可取代现有方向盘，方便群众，造福于人民，具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是方向盘立体示意图。

图2是方向盘手柄正面视图。

图3是图2中A-A方向剖面图，是本发明的特征所在。