CN103921752A - 一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车安全技术领域，具体地说是一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，包括方向盘本体和安全气囊模块，方向盘本体与安全气囊模块之间的接触面上设有定位装置和导向凸台，所述的定位装置和所述的导向凸台位置对应，所述的定位装置包括安装支架和弹性元件，安装支架设置在方向盘本体的容室内壁上，弹性元件固定在安装支架上，所述的导向凸台安装在安全气囊模块的门盖外表面。本发明同现有技术相比，在方向盘与安全气囊模块之间的接触面上设置了定位装置和导向凸台，便于安全气囊模块定位安装在方向盘的中央；此外，由于定位装置中弹性元件的弧形凸起面设计，消除了安全气囊模块在方向盘中的自由活动间隙。

Description

一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，具体地说是一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘。

背景技术

常见的方向盘组件一般包括方向盘本体和安全气囊模块。方向盘本体的中央设有容室，容室为安全气囊模块的安装位置。当汽车发生严重撞击时，安全气囊模块从容室内弹出并展开，对驾驶员形成有效保护。

由于安全气囊模块设置在方向盘本体内，必须通过至少一个间隙将安全气囊模块与方向盘本体分开，以便获得特定的设计效果，允许安全气囊模块完成其操作的预期运动。此外，机动车辆的喇叭装置是通过手动施压于安全气囊模块的面来启动的。

参见图1，当安全气囊模块2装配至方向盘本体1内时，安全气囊模块2的边缘和方向盘本体1之间通常会存在小间隙d1和另一小间隙d2。由于装配零件的累计公差，很难使得小间隙d1和另一小间隙d2保持对称和一致，从而难以使安全气囊模块2处于方向盘本体1的中央位置。

为了保持小间隙d1和另一小间隙d2的对称和一致，目前通常采用销孔配合或键槽配合。参见图2，在方向盘本体1上设置柱形刚性定位销4，并在安全气囊模块上设置对应的定位孔，定位销4的尺寸略小于定位孔的尺寸。由此，通过将定位销4插入定位孔内，实现方向盘本体1和安全气囊模块的相互固定，从而确保它们之间的间隙对称且一致。

但是，由于定位销4和定位孔均为硬质材料构成，在安装时无法变形，因此，必须在零件设计时提前考虑累积公差的问题，以保证相互装配的效果。这势必给设计及制造带来了难度，也增加了相应的制造成本。同时，由于定位孔和定位销4之间依然存在间隙，因此，依然难以保证安全气囊模块2处于方向盘本体1的中央位置。

当安全气囊模块2装配至方向盘本体1内时，安全气囊模块2的支撑力一般是通过安全气囊模块支架下的弹簧实现。为了避免在汽车行进过程中，由于颠簸，使安全气囊模块和方向盘产生“吱吱”的噪音，需安装相对强有力的弹簧。但是，使用强弹簧的缺点是驾驶员操作喇叭时也需要相应的高强度力，不便于驾驶员的使用。

   因此，需要设计一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，既便于安全气囊模块定位安装在方向盘的中央，也可以避免由于汽车颠簸而产生方向盘异响的情况。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，既便于安全气囊模块定位安装在方向盘的中央，也可以避免由于汽车颠簸而产生方向盘异响的情况。

为了达到上述目的，本发明设计了一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，包括方向盘本体和安全气囊模块，其特征在于：方向盘本体与安全气囊模块之间的接触面上设有定位装置和导向凸台，所述的定位装置和所述的导向凸台位置对应，所述的定位装置包括安装支架和弹性元件，安装支架设置在方向盘本体的容室内壁上，弹性元件固定在安装支架上，所述的导向凸台安装在安全气囊模块的门盖外表面。

所述的定位装置至少为三个，定位装置相对于方向盘本体的中心轴对称分布。

所述的安装支架包括外框、紧固卡扣和横向矩形孔，外框的两侧各设有一组紧固卡扣和横向矩形孔，所述的弹性元件包括支撑框、弹性臂、弹性夹和弧形凸起面，支撑框的下边缘两侧分别与两个弹性夹的底部连接，弹性夹 的表面设有一个凸起结构，凸起结构为倒钩型，支撑框的上边缘中部与弹性臂的一端连接，弹性臂的另一端延伸并形成弧形凸起面，弧形凸起面呈弧面或球面形状，弹性夹表面的凸起结构插入横向矩形孔内,紧固卡扣插入支撑框的内边缘。

所述的弹性臂表面设有直向半腰孔，弹性臂两侧边的一端与支撑框的上边缘连接，弹性臂两侧边的另一端延伸至弧形凸起面的上端。

所述的弹性臂由两个弹性肋条组成，弹性肋条呈L形，两个弹性肋条的纵向端分别与支撑框的上边缘连接，两个弹性肋条的横向端分别延伸至弧形凸起面的两侧。

所述的弹性臂的下端阔度大于中上端的阔度，弹性臂与支撑框的连接处设有向内收的瓶颈结构。

所述的弹性臂和所述的弹性夹之间设有直向肋条，直向肋条的两端纵向连接支撑框的上、下边缘。

所述的导向凸台为锲型结构，导向凸台的中间设有直向面，导向凸台与弹性元件匹配并形成无间隙配合，直向面与弹性元件的弧形凸起面匹配。

所述的导向凸台的上端向上延伸形成斜面，斜面的斜度为10-30°。

本发明同现有技术相比，在方向盘与安全气囊模块之间的接触面上设置了定位装置和导向凸台，便于安全气囊模块定位安装在方向盘的中央；此外，由于定位装置中弹性元件的弧形凸起面设计，使得安全气囊模块在前后左右各方向上始终处于一种受力状态，消除了安全气囊模块在方向盘中的自由活动间隙。也由于安全气囊模块始终存在一定的初始预紧力，在振动载荷的情况下由于安全气囊模块的抖动而产生的噪音得以减小，从而避免由于汽车颠簸而产生方向盘异响的情况。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图。

图2为现有技术改进后的结构示意图。

图3为本发明的正视图。

图4为本发明的安全气囊模块的立体组装图。

图5为本发明实施例一中定位装置的立体组装图。

图6为本发明实施例一中定位装置的立体装配图。

图7为本发明实施例一中门盖的结构示意图。

图8为本发明图7的A-A剖视图。

图9为本发明实施例一中定位装置的工作状态和非工作状态示意图。

图10为本发明中设有三个定位装置的方向盘组件的结构示意图。

图11为本发明中弹性元件的弧形凸起面受力示意图。

图12为本发明实施例二中弹性元件的结构示意图。

图13为本发明实施例三中弹性元件的结构示意图。

图14为本发明实施例四中弹性元件的结构示意图。

图15为本发明实施例四中弹性元件的剖视图。

图16为本发明实施例五中门盖的结构示意图。

图17为本发明图16的A-A剖视图。

图18为本发明实施例五中定位装置的工作状态和非工作状态示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明做进一步描述。

实施例一

参见图3和图4，本例中，方向盘本体1由以泡沫材料包裹的金属骨架组成，安全气囊模块2,包含门盖21、充气装置22、壳体23和喇叭系统24，方向盘本体1与安全气囊模块2之间的接触面上设有定位装置3，安全气囊模块2的门盖21外表面设有导向凸台211，定位装置3相对于中心轴对称分布，本例中的定位装置3为三个。

参见图5，定位装置3包括安装支架11和弹性元件12，安装支架11设置在方向盘本体1的容室内壁上，弹性元件12固定在安装支架11上。

安装支架11包括外框111、紧固卡扣112和横向矩形孔113，外框111的两侧各设有一组紧固卡扣112和横向矩形孔113。弹性元件12包括支撑框121、弹性臂122、弹性夹123、弧形凸起面124，支撑框121的下边缘两侧分别与两个弹性夹123的底部连接，弹性夹123提供微弱弹力，弹性夹123 的表面设有一个凸起结构123a，凸起结构123a为倒钩型。支撑框121的上边缘中部与弹性臂122的一端连接，弹性臂122的另一端延伸并形成弧形凸起面124。 

参见图6，在将弹性元件12安装至安装支架11上时，弹性夹123向外张开，在外框111内壁的引导下，弹性夹123表面的凸起结构123a插入配对的横向矩形孔113 ,紧固卡扣112 插入支撑框121的内边缘，弹性夹123回复原位，这时弹性元件12准确固定在安装支架11上。

参见图7和图8，门盖21的外表面设有导向凸台211，导向凸台211为锲型结构，导向凸台211的中间设有直向面211a，导向凸台211与弹性元件12匹配，导向凸台211的直向面211a与弹性元件12的弧形凸起面124匹配。

参见图9，当弹性元件12处于非工作状态即自由状态时，弹性臂122呈自由释放状态，弧形凸起面124和导向凸台211的部分区域呈重叠状态124b。当弹性元件12处于工作状态时，安全气囊模块2与方向盘本体1装配后，弧形凸起面124呈受压状态124a。当进行安全气囊模块2与方向盘本体1组装时，由于存在重叠区域，导向凸台211压向弧形凸起面124对弧面凸起施加了一个作用力，该作用力使得弹性臂122受压并沿顺时针旋转一个特定角度，特定角度为6 -10度，受压的弹性臂122产生一个反向的预紧力，该预紧力反作用于导向凸台211，推动了带有导向凸台211的安全气囊模块2在方向盘本体1非轴向平面上移动。此时，对称布置的定位装置3同时受到挤压，定位装置3产生的反弹力作用于对应布置的导向凸台211。由于多个定位装置3同时作用，最终实现安全气囊模块2在方向盘本体1非轴向平面的位置固定，处于受力平衡状态。

参见图10，每个定位装置3只在一个方向上精确限定方向盘本体1的非轴向位置。通过定位装置3，一方面可避免静态多重定位，另一方面也可以补偿安全气囊模块2由于环境因素变化而可能导致的尺寸改变，以使安全气囊模块2无间隙的固定在方向盘本体1的中央位置。

参见图11，由于弧形凸起面124的挤压力F，使得安全气囊模块2在前后左右各方向上始终处于一种受力状态，这种对于安全气囊模块2的挤压力消除了安全气囊模块2在方向盘本体1中的自由活动间隙。同时，由于安全气囊模块2始终存在一定的初始预紧力，在振动载荷的情况下由于安全气囊模块2的抖动而产生的噪音得以减小，从而避免由于汽车颠簸而产生方向盘异响的情况。

实施例二

以下结合图12描述本发明的第二实施例，与实施例一相同的部件不再重复描述。

参见图12，本例中，弹性元件12包括支撑框121、弹性臂122、弹性夹123和弧形凸起面124 。其中，弹性臂122 上设有一个直向半腰孔5，直向半腰孔5延伸至支撑框121的上边缘 ，弹性臂122两侧边的一端与支撑框121的上边缘连接，弹性臂122两侧边的另一端延伸至弧形凸起面124的上端，即弹性臂122的两侧边共同形成悬臂梁的弹性结构，弹性臂122的两侧边呈平行布置。弹性臂122的两侧边能有效地改善、调节弹性元件12的弹力，从而减小弹性元件12损坏的机会。

安全气囊模块2和方向盘本体1组装时，门盖21的锲型导向凸台211与弹性元件12的弧形凸起面124配对作用。导向凸台211压向弧形凸起面124，对弧形凸起面124施加了一个作用力，作用力使得弹性臂122的两侧边分别绕支点顺时针旋转，受力的弹性臂122的两侧边同时产生一个反向的预紧力，该预紧力通过弧形凸起面124反作用于导向凸台211，推动了带有导向凸台211的安全气囊模块2在方向盘本体1非轴向平面移动。此时，对称布置的定位装置3同时受到挤压，定位装置3产生的反弹力作用于对应布置的导向凸台211。由于多个定位装置3同时作用，最终实现安全气囊模块2在方向盘本体1非轴向平面的位置固定，处于受力平衡状态。

实施例三

以下结合图13描述本发明的第三实施例，与前述实施例相同的部件不再重复描述。

参见图13，本例中，弹性元件12包括支撑框121、弹性臂122、弹性夹123和弧形凸起面124。其中，弹性臂122由两个弹性肋条122a组成，弹性肋条122a呈L形，两个弹性肋条122a的纵向端分别与支撑框121的上边缘连接，两个弹性肋条122a的横向端分别延伸至弧形凸起面124的两侧。弹性臂122的两个弹性肋条122a之间有一定的间距，令弹性臂122更容易变形，L形的弹性肋条122a结构有效地增大了两个弹性肋条122a的间距，从而有效地改善、调节弹性元件12的弹力，并减小旋转支点122b处的损坏机会。

安全气囊模块2和方向盘本体1组装时，门盖21的锲型导向凸台211与弹性元件12的弧形凸起面124配对作用。导向凸台211压向弧形凸起面124，对弧形凸起面124施加了一个作用力，作用力使得两个弹性肋条122a绕支点122b顺时针旋转，受力的两个弹性肋条122a同时产生一个反向的预紧力，该预紧力通过弹性肋条122a的横向端带动弧形凸起面124反作用于导向凸台211，推动了带有导向凸台211的安全气囊模块2在方向盘本体1非轴向平面移动。此时，对称布置的定位装置3同时受到挤压，定位装置3产生的反弹力作用于对应布置的导向凸台211。由于多个定位装置3同时作用，最终实现安全气囊模块2在方向盘本体1非轴向平面的位置固定，处于受力平衡状态。

实施例四

以下结合图14和图15描述本发明的第四实施例，与前述实施例相同的部件不再重复描述。

参见图14，本例中，弹性元件12包括支撑框121、弹性臂122、弹性夹123、弧形凸起面124和直向肋条125。直向肋条125位于弹性臂122和弹性夹123之间，直向肋条125的两端纵向连接支撑框121的上、下边缘，直向肋条125令弹性元件12的整体刚性得到加强。弹性臂122下端阔度较大，中部至上端的阔度逐渐变小，直至延伸至支撑框121的上边缘，弹性臂122与支撑框121的连接处设有向内收的瓶颈结构122c，令弹性臂122更容易弹性弯曲。弹性臂122和直向肋条125的上端才呈圆弧过渡，这样可极大地减少弹性臂122作用时损坏的机会，提高疲劳寿命。

参见图15，弧形凸起面124呈球面形状。因此当安全气囊模块2和方向盘本体1进行组装时，导向凸台211受球面的引导，令组装更便利。 

实施例五

以下结合图16至图18描述本发明的第五实施例，与前述实施例相同的部件不再重复描述。

参见图16和图17，导向凸台211的上端向上延伸形成斜面211b，斜面211b的斜度为10-30°。

参见图18，利用斜面211b使得驾驶员向下按压安全气囊模块2启动喇叭系统24时，定位装置3中的弹性臂122顺着斜面211b被逐渐释放，弧形凸起面124对安全气囊模块2的挤压力逐渐减小，此时按压安全气囊模块2将无须克服此挤压力的影响，喇叭力将不会被增加。图18中，虚线部分即为喇叭按压时的斜面211b和弧形凸起面124的状态。当释放安全气囊模块2，安全气囊模块2向上回位时，导向凸台211的斜面211b对定位装置3的弧形凸起面124重新作用，弹性臂122产生反向推动力，安全气囊模块2位置重新被固定，再次处于受力平衡状态。

Claims (9)

1.一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，包括方向盘本体和安全气囊模块，其特征在于：方向盘本体（1）与安全气囊模块（2）之间的接触面上设有定位装置（3）和导向凸台（211），所述的定位装置（3）和所述的导向凸台（211）位置对应，所述的定位装置（3）包括安装支架（11）和弹性元件（12），安装支架（11）设置在方向盘本体（1）的容室内壁上，弹性元件（12）固定在安装支架（11）上，所述的导向凸台（211）安装在安全气囊模块（2）的门盖（21）外表面。

2.根据权利要求1所述的一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，其特征在于：所述的定位装置（3）至少为三个，定位装置（3）相对于方向盘本体（1）的中心轴对称分布。

3.根据权利要求1所述的一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，其特征在于：所述的安装支架（11）包括外框（111）、紧固卡扣（112）和横向矩形孔（113），外框（111）的两侧各设有一组紧固卡扣（112）和横向矩形孔（113），所述的弹性元件（12）包括支撑框（121）、弹性臂（122）、弹性夹（123）和弧形凸起面（124），支撑框（121）的下边缘两侧分别与两个弹性夹（123）的底部连接，弹性夹（123） 的表面设有一个凸起结构（123a），凸起结构（123a）为倒钩型，支撑框（121）的上边缘中部与弹性臂（122）的一端连接，弹性臂（122）的另一端延伸并形成弧形凸起面（124），弧形凸起面（124）呈弧面或球面形状，弹性夹（123）表面的凸起结构（123a）插入横向矩形孔（113）内,紧固卡扣（112）插入支撑框（121）的内边缘。

4.根据权利要求3所述的一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，其特征在于：所述的弹性臂（122）表面设有直向半腰孔（5），弹性臂（122）两侧边的一端与支撑框（121）的上边缘连接，弹性臂（122）两侧边的另一端延伸至弧形凸起面（124）的上端。

5.根据权利要求3所述的一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，其特征在于：所述的弹性臂（122）由两个弹性肋条（122a）组成，弹性肋条（122a）呈L形，两个弹性肋条（122a）的纵向端分别与支撑框（121）的上边缘连接，两个弹性肋条（122a）的横向端分别延伸至弧形凸起面（124）的两侧。

6.根据权利要求3所述的一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，其特征在于：所述的弹性臂（122）的下端阔度大于中上端的阔度，弹性臂（122）与支撑框（121）的连接处设有向内收的瓶颈结构（122c）。

7.根据权利要求3所述的一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，其特征在于：所述的弹性臂（122）和所述的弹性夹（123）之间设有直向肋条（125），直向肋条（125）的两端纵向连接支撑框（121）的上、下边缘。

8.根据权利要求1所述的一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，其特征在于：所述的导向凸台（211）为锲型结构，导向凸台（211）的中间设有直向面（211a），导向凸台（211）与弹性元件（12）匹配并形成无间隙配合，直向面（211a）与弹性元件（12）的弧形凸起面（124）匹配。

9.根据权利要求1所述的一种设有安全气囊模块定位装置的方向盘，其特征在于：所述的导向凸台（211）的上端向上延伸形成斜面（211b），斜面（211b）的斜度为10-30°。