CN102340090A

CN102340090A - 车辆用时钟弹簧的自动锁定机构

Info

Publication number: CN102340090A
Application number: CN2010105552414A
Authority: CN
Inventors: 朴民夏; 任盛翼; 梁承奎
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2012-02-01
Also published as: KR20120007418A; US20120011959A1; SK50452010A3; CZ2010847A3

Abstract

本发明提供了一种车辆用时钟弹簧的自动锁定机构。该自动锁定机构包括：轧制板，其设置在时钟弹簧的内部空间中使得轧制板通过扁平电缆旋转；和自动锁定单元，其自动地锁定转子，使得在轧制板的第一锁定槽与限定时钟弹簧的内部空间的定子的第二锁定槽彼此交叠的时钟弹簧的中性位置处，自动锁定单元与彼此交叠的第一和第二锁定槽接合以锁定转子。

Description

车辆用时钟弹簧的自动锁定机构

技术领域

本发明一般涉及一种车辆用时钟弹簧的自动锁定机构，并且更特别地涉及一种能够在其中性位置将诸如转子的旋转体锁定在诸如定子的固定体中的车辆用时钟弹簧的自动锁定机构。

背景技术

通常，车辆的方向盘设置有连接到用于供应电力的线束的气囊组件、喇叭开关和其它电子装置。

由于这样的方向盘在转向时一直在转动，所以如果仅利用一般线束来连接这些部件，那么随着时间的流逝，线束会扭断、形成短路并且接触变得断开，从而使气囊、喇叭或其它电子装置的功能产生中断。

因此，设置时钟弹簧，使得在方向盘转动时不会由于线束扭断和脱落而发生线束的短路、连接错误等问题。

时钟弹簧是一种旋转连接器，其具有连接固定体(定子)和可旋转地安装到其上的旋转体(转子)的扁平电缆，并且安装在方向盘上以形成与气囊等的电连接。

即，时钟弹簧用于使安装到其上的各种外围装置的线连接即使在转动从而操作方向盘时也能够保持稳定。

由于在时钟弹簧被装配到转向柱中的状态下，诸如定子的固定体被紧固到车身一侧的转向柱上并且诸如转子的旋转体与方向盘和转向柱的轴一起旋转，所以最重要的事情是时钟弹簧总是稳定且可靠地将外部电力供应给方向盘。

当由于时钟弹簧或方向盘必须被更换等原因而必须拆散然后重新装配时钟弹簧和方向盘时，为了防止时钟弹簧的扁平电缆在方向盘被操纵及转动时过度缠绕并在连接点处断开或扭断，必须将时钟弹簧和方向盘装配成使得扁平电缆适当地缠绕到足以应对方向盘的转动程度的程度。

因此必须精确地定位时钟弹簧的中性位置。为此，操作者应该通过将时钟弹簧精确地旋转预定转数来调节中性位置。例如，如装配规范所述，可以通过例如将时钟弹簧一直向右侧或左侧缠绕然后向左侧缠绕三次，来将时钟弹簧设置在中性位置。

此外，如果时钟弹簧的上板和副定子(substator)的上表面标记有匹配标记，则当在拆开时钟弹簧之后重新安装时钟弹簧时，在通过使两个匹配标记相匹配来适当地缠绕扁平电缆的同时，可以装配时钟弹簧。

然而，精确地匹配时钟弹簧的中性位置需要操作者仔细注意在执行匹配操作时所转的转数，因为即使还没有转动时钟弹簧预定次数时标记也可能会彼此对准。

这种不适当的装配的情况可能会引起电线扭断等问题。

为了解决此问题，使常规的自动锁定结构适合于时钟弹簧来代替匹配标记的引入。该常规自动锁定结构将参考图1描述。

如图所示，时钟弹簧100包括：副定子110，其限定扁平电缆的收容空间，从而保护内部部件；转子120，其与方向盘一起旋转；定子130，其与副定子110一体地装配使得其形成固定到转向柱的车辆侧的罩壳；套筒140，其具有用于自动取消的凸轮形状并且与转子120一起旋转；扁平电缆(未示出)，其是用于与外部电源连接的电缆，并且在与端子连接的同时可旋转地收容在收容空间中；以及端子模块(moldblock)160，扁平电缆所连接到的转子侧端子插入端子模块160中并且端子模块160与转子120装配在一起。

此外，自动锁170装配到转子120上。自动锁170设置在转子中以响应性地工作。当自动锁移动到与定子130的槽(未示出)对应的位置时，自动锁与槽接合以便锁定旋转体的转子、固定体的定子130、副定子等。

由于时钟弹簧100在转子110和固定体(即定子和副定子)锁定在一起时不能旋转，所以在旋转体和固定体锁定在一起时方向盘被装配并固定在中性位置。当紧固方向盘时，锁定状态必须被自动解锁，为此，进行配置使得当方向盘的电枢推动自动锁170的挤压部时，自动锁170从定子130的槽脱离，从而自动将锁定状态解锁。

在该结构中，通过自动锁170来自动执行定子130与转子120之间的锁定和解锁，并且特别是在紧固方向盘时，不会发生必须拆开各部件以将它们固定在中性位置的情况，使得由于从中性位置偏离而产生的不适当的装配得以防止，并且在中性位置拆开方向盘时，时钟弹簧100可以有利地自动固定在中性位置。

然而，还发生这样的问题，即对于时钟弹簧100的每一转来说，只要自动锁170和定子130的槽彼此对应，即使在非中性位置也会发生锁定。

即，尽管如装配规范中所述，可以通过例如将时钟弹簧完全转到右侧或左侧然后将其转动两或三次来将时钟弹簧设置在中性位置，但是自动锁170对于每一转都在相同位置被锁定，使得即使由于在尚未安装方向盘之前时钟弹簧100就被锁定而使得时钟弹簧100尚未旋转，也不能检查出该位置是否确切是中性位置。

本背景技术部分中公开的上述信息只是为了增强对本发明的背景的理解，并且因此可能包含不形成在该国对本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。

发明内容

因此，本发明是致力于解决相关技术中发生的上述问题而做出的。

在一个方面中，本发明提供了一种能够锁定在时钟弹簧的确切中性位置的车辆用时钟弹簧的自动锁定机构。在一个实施例中，时钟弹簧能够在时钟弹簧在整个转动范围内位于确切中性位置时被锁定，使得当方向盘被拆开以便例如接受维修，并在解锁状态下重新装配时，如果通过向右或向左旋转时钟弹簧来识别锁定位置，则自动锁定机构可以确切地设置到中性位置。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种车辆用时钟弹簧的自动锁定机构，其包括：

轧制板(rolling plate)，其设置在时钟弹簧的内部空间中使得轧制板通过扁平电缆旋转；和

自动锁定单元，其自动地锁定转子，使得在轧制板的第一锁定槽与限定时钟弹簧的内部空间的定子的第二锁定槽彼此交叠的时钟弹簧的中性位置处，自动锁定单元与彼此交叠的第一和第二锁定槽接合以锁定转子。

在另一实施例中，自动锁定单元可以包括：

释放杆，其可旋转地铰链连接到转子以释放中性状态；

可旋转地连接到释放杆的一端的自动锁定销，其能够通过根据释放杆的旋转方向而与彼此交叠的第一和第二锁定槽接合或分离，来被锁定或解锁；和

弹簧，其设置在转子的安装槽中，以在锁定位置与解锁位置之间弹性移动自动锁定销。

在另一实施例中，释放杆可以在另一端具有从转子的内周向内延伸的挤压部，其中当挤压部在被方向盘推动的同时旋转时，挤压部将自动锁定销移动到解锁位置。

在又一实施例中，弹簧可以具有弹性恢复力，该弹性恢复力被施加以将自动锁定销移动到锁定位置。

在又一实施例中，自动锁定销可以包括：

弹簧连接销部，其设置在一侧使得弹簧连接销部与弹簧连接，和

锁定销部，其设置在另一侧使得锁定销部与彼此交叠的第一和第二锁定槽接合或分离。

在又一实施例中，弹簧连接销部可以包括突出并且由弹簧支撑的弹簧支撑端。

在又一实施例中，弹簧连接销部可以与释放杆的一端接触并由释放杆的一端支撑，使得当自动锁定销在锁定位置与解锁位置之间移动时，释放杆的一端沿弹簧连接销部滑动。

根据该实施例的构造，在轧制板的第一锁定槽与定子的第二锁定槽交叠的状态下(即在时钟弹簧的中性状态下)，自动锁定单元与第一和第二锁定槽自动接合和分离，使得在时钟弹簧的整个转动范围上在时钟弹簧的中性位置只能锁定一次。因此，例如，当方向盘被拆开以便接受维修、然后在解锁状态下被重新装配时，如果通过向右或向左旋转时钟弹簧来识别锁定位置，则自动锁定机构可以确切地设置到中性位置。

附图说明

根据结合附图给出的以下详细说明，将会更清楚地理解本发明的上述及其它目的、特征和优点，其中：

图1是具有常规自动锁定结构的装配后的时钟弹簧的透视图；

图2是根据本发明的具有自动锁定机构的时钟弹簧的透视图；

图3是根据本发明的时钟弹簧和自动锁定机构的分解透视图；

图4是根据本发明的具有自动锁定机构的时钟弹簧的横截面视图；

图5A和5B是沿图2的线A-A截取的横截面视图；并且

图6是根据本发明的自动锁定机构中的轧制板和定子的槽的视图。

具体实施方式

现在将更详细地参考本发明的实施例，其实例在附图中示出。只要可能，在附图和说明书中将始终使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。

应该理解的是，本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括一般的机动车辆(诸如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的客车)、包括各种艇和船在内的水运工具、飞行器等，并且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车、氢动力车以及其它代用燃料车(例如从除石油以外的资源中取得的燃料)。如本文中所述，混合动力车是具有两个或更多个动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电动力的车辆。

图2是根据本发明的具有自动锁定机构的时钟弹簧的透视图，并且图3是根据本发明的时钟弹簧和自动锁定机构的分解透视图。

图4是根据本发明的具有自动锁定机构的时钟弹簧的横截面视图，并且图5A和5B是沿图2的线A-A截取的横截面视图并且示出自动锁定机构的操作状态。

图6是根据本发明的自动锁定机构中的轧制板和定子的槽的视图，其中所述槽在时钟弹簧的中性位置彼此交叠。

本公开涉及车辆用时钟弹簧100的自动锁定机构，其能够锁定在时钟弹簧100的中性位置。在某些实施例中，自动锁定机构只能被确切地锁定在中性位置。

即，在某些实施例中，在整个转动范围内，自动锁定机构只能在时钟弹簧100的确切中性位置被锁定一次。在某些实施例中，自动锁定机构被配置成使得当方向盘1被拆开以便例如接受维修，并在解锁状态下重新装配时，如果通过向右或向左旋转时钟弹簧100来识别锁定位置，则可以将自动锁定机构确切地设置到正中性位置。

因此，尽管时钟弹簧旋转360°，然而如果不是处于中性位置，则不会发生锁定，使得当时钟弹簧的转子并未旋转并且在安装方向盘之前变得锁定时，该位置被确定为中性位置然后可以安装方向盘。

此外，如果将方向盘向下推到紧固位置，则自动解锁时钟弹簧的锁定状态，使得可以操纵并旋转紧固到时钟弹簧的方向盘。现在将详细描述自动锁定机构的构造。

首先，如图3所示，时钟弹簧100包括：副定子110，其限定扁平电缆150的收容空间，从而保护内部部件；转子120，其被装配成与方向盘1一起旋转；定子130，其与副定子110一体地装配，使得其形成固定到转向柱的车身侧的罩壳；套筒140，其具有用于自动取消的凸轮形状并且装配成与转子120一起旋转；扁平电缆150，其是提供与外部电源的连接的电缆，并且在与端子连接的同时可旋转地收容在收容空间中；以及端子模块160，扁平电缆所连接到的转子侧端子插入端子模块160中并且端子模块160与转子120装配在一起。

在该构造中，自动锁定机构包括自动锁定单元190，其以这样的方式来自动地锁定转子120：在轧制板180的第一锁定槽182与定子130的第二锁定槽131彼此交叠的时钟弹簧100的中性位置处，该自动锁定单元自动地与彼此交叠的第一和第二锁定槽182和131接合以锁定转子120，其中所述轧制板180设置在时钟弹簧100的内部空间中使得轧制板通过扁平电缆150而旋转，所述定子130限定时钟弹簧100的内部空间。

即，还设置轧制板180以便在连接到扁平电缆150的同时与扁平电缆150一起旋转。扁平电缆150布置成使得扁平电缆150内侧的一部分连接到轧制板180的内侧，并且扁平电缆150外侧的一部分通过形成在轧制板180的一侧的开口181连接到外部。

轧制板将扁平电缆150保持在非缠结(not-entangled)状态，并且还通过开口181将扁平电缆150引导到外部。

此外，轧制板180沿着与扁平电缆150的旋转方向相同的方向旋转，并且轧制板180和扁平电缆150被收容在由副定子110和定子130限定的内部空间中，处于被装配成使得它们一起移动的状态。

在某些实施例中，轧制板180在下部的内周具有第一锁定槽182。在时钟弹簧100的中性状态下，与扁平电缆150连接的轧制板180的第一锁定槽182与形成在定子130中的第二锁定槽131交叠。

即，时钟弹簧100装配成使得在中性状态下，定子130的第二锁定槽131与轧制板180的第一锁定槽182彼此交叠。图6示出两个锁定槽131和182彼此交叠的中性状态。

如此，如果轧制板180的第一锁定槽182与定子130的第二锁定槽131彼此交叠，则获得中性状态，并且在这种情况下，进行自动锁定。

因为转子120和轧制板180的旋转速度彼此不同，所以两个锁定槽在它们的整个转动范围内仅交叠一次。这是因为当转子120由方向盘1旋转时，轧制板180由扁平电缆150旋转。

同时，自动锁定单元190设置成在两个锁定槽131和182彼此交叠的状态下自动锁定两个锁定槽。如图2至5B所示，自动锁定单元190安装在转子120上使得其与转子一起旋转。

自动锁定单元190包括：释放杆191，其可旋转地铰链连接到转子120的下部以释放中性状态；自动锁定销193，其可旋转地连接到释放杆191的一端并被设计成通过根据释放杆191的旋转方向而与彼此交叠的第一和第二锁定槽182和131接合或分离来锁定或解锁；以及弹簧196，其设置成在锁定位置与解锁位置之间弹性地移动自动锁定销193。

释放杆191配置成使得第一端插入转子120的弹簧安装槽121中，并且第二端从转子120的内周向内延伸。第二端是接触方向盘1的电枢2的一端并且由方向盘1的电枢2的一端推动的挤压部192。

自动锁定销193具有：弹簧连接销部194，其设置在一侧使得弹簧连接销部与弹簧196连接；以及锁定销部195，其设置在另一侧使得锁定销部与彼此交叠的第一和第二锁定槽182和131接合或脱离。

弹簧连接销部194向上突出并且锁定销部195向下突出，弹簧196(例如盘簧)安装在从弹簧连接销部194的下部突出的弹簧支撑端194a与弹簧安装槽121的内侧之间。

自动锁定销193的弹簧连接销部194的下部与释放杆191的一端接触并由释放杆191的一端支撑，使得释放杆191的当自动锁定销193在锁定位置与解锁位置之间垂直移动时旋转的一端，沿着弹簧连接销部194的下部滑动。

弹簧196竖直安装在转子120的弹簧安装槽121中，使得弹簧196弹性地支撑弹簧支撑端194a。特别地，沿着自动锁定销193的锁定销部195插入彼此交叠的第一和第二锁定槽182和131中的方向施加弹簧力。

即，弹簧力沿着将自动锁定销193向下推动和移动至解锁位置的方向作用。当利用弹簧力将自动锁定销193的锁定销部195插入彼此交叠的两个锁定槽131和182中时，将自动锁定机构保持在锁定状态。此外，两个锁定槽131和182在时钟弹簧的中性状态下彼此交叠，使得时钟弹簧100的中性状态可通过弹簧196来保持。

图4、5A和5B描述自动锁定机构在中性状态下被锁定和解锁。在下面更详细地描述图4、5A和5B。

首先，在两个锁定槽131和182彼此交叠的中性状态下，安装在转子120中的自动锁定销193由弹簧力(即受到压缩的弹簧196的弹性恢复力)向下推动，使得锁定销部195同时插入所有锁定槽中。因此，转子120、轧制板180和定子130通过锁定销部195变得锁定，从而使时钟弹簧100(即转子)停止旋转。

同时，释放杆191沿着从图中观察到的逆时针方向旋转，并且挤压部192向上移动。

然后，当将方向盘1安装在转向柱轴3上时，方向盘1的电枢2向下移动并挤压转子120的释放杆191的挤压部192，使得释放杆191沿着从图中观察到的顺时针方向旋转。

这里，自动锁定销193通常在重新压缩弹簧196的同时向上移动，使得在中性状态下，锁定销部195从彼此交叠的两个锁定槽131和182脱离，并进入解锁状态。

因此，当通过沿任何方向旋转时钟弹簧100的转子120而使两个锁定槽131和182彼此交叠时，在中性状态下，自动锁定销193由于弹簧196的弹性恢复力而向下移动并自动变得锁定。此外，当在中性状态的锁定状态下安装方向盘1时，电枢2向下推动释放杆191的挤压部192，使得释放杆191旋转并且自动锁定销193向上移动，从而自动解锁并释放中性状态。

尽管为了例证的目的已经描述了本发明的某些实施例，但是本领域技术人员应该理解的是，在不脱离如所附权利要求公开的本发明的精神和范围的情况下可以做出各种更改、添加和替换。

Claims

1.一种车辆用时钟弹簧的自动锁定机构，包括：

轧制板，其设置在时钟弹簧的内部空间中使得所述轧制板通过扁平电缆旋转；和

自动锁定单元，其自动地锁定转子，使得在所述轧制板的第一锁定槽与限定所述时钟弹簧的内部空间的定子的第二锁定槽彼此交叠的所述时钟弹簧的中性位置处，所述自动锁定单元与彼此交叠的第一和第二锁定槽接合以锁定转子。

2.如权利要求1所述的自动锁定机构，其中所述自动锁定单元包括：

释放杆，其可旋转地铰链连接到转子以释放中性状态；

可旋转地连接到所述释放杆的一端的自动锁定销，其能够通过根据所述释放杆的旋转方向而与彼此交叠的第一和第二锁定槽接合或分离，来被锁定或解锁；和

弹簧，其设置在转子的安装槽中，以在锁定位置与解锁位置之间弹性移动所述自动锁定销。

3.如权利要求2所述的自动锁定机构，其中所述释放杆在另一端具有从转子的内周向内延伸的挤压部，其中当所述挤压部在被方向盘推动的同时旋转时，所述挤压部将所述自动锁定销移动到所述解锁位置。

4.如权利要求2所述的自动锁定机构，其中所述弹簧施加弹性恢复力以将所述自动锁定销移动到所述锁定位置。

5.如权利要求2所述的自动锁定机构，其中所述自动锁定销包括：

弹簧连接销部，其设置在一侧使得所述弹簧连接销部与所述弹簧连接，和

锁定销部，其设置在另一侧使得所述锁定销部与彼此交叠的第一和第二锁定槽接合或分离。

6.如权利要求5所述的自动锁定机构，其中所述弹簧连接销部包括突出并且由所述弹簧支撑的弹簧支撑端。

7.如权利要求6所述的自动锁定机构，其中所述弹簧连接销部与所述释放杆的一端接触并由所述释放杆的一端支撑，使得当所述自动锁定销在所述锁定位置与所述解锁位置之间移动时，所述释放杆的一端沿所述弹簧连接销部滑动。