CN117302332A - 一种方向盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种方向盘，涉及车辆配件技术领域，底座模块固定于方向盘扶手，面盖安装于底座模块，显示触控模块设置于面盖的背面，显示触控模块用于提供信息展示和触控操作，气囊模块设置于显示触控模块的背面；面盖上设置强度弱化的撕裂线，撕裂线设置于显示触控模块的周边，当撕裂线断裂时，气囊模块将气囊弹出，朝向面盖的方向推动显示触控模块，撕裂线处的强度更低，发生断裂从而使触控模块随所述面盖翻折打开，气囊弹出发挥缓冲的作用。本发明在方向盘上集成了显示触控模块，并且不影响安全气囊的正常触发，具有更强的一体性。

Description

一种方向盘

技术领域

本发明涉及车辆配件技术领域，更进一步涉及一种方向盘。

背景技术

汽车方向盘中心区域设置安全气囊模块，安装气囊作为一种被动防护手段，当车辆发生撞击时安全气囊弹出，保护驾驶员安全。

由于安全气囊的存在，以及中央区域喇叭功能的存在，方向盘上集成的多功能按键被分隔为左右部分，分别位于安全气囊的左右两侧，因此，外观效果上没有整体感、简约感。安全气囊的面盖中间区域设置弱化线，用于在安全气囊充气时断裂，使安全气囊顺利弹出。

安全气囊需要在汽车方向盘中心区域的面盖设置弱化线，当安全气囊被触发时，安全气囊上方和面盖从弱化线处破裂以使气囊弹出。导致方向盘中心区域的空间被浪费，无法实现更多的功能。

对于本领域的技术人员来说，如何利用方向盘中间气囊区域实现功能集成，提升方向盘的整体感，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种方向盘，在方向盘上集成了显示触控模块，且能够确保安全气囊弹出，不影响安全气囊的正常触发，具体方案如下：

一种方向盘，包括面盖、底座模块、显示触控模块和气囊模块，所述底座模块固定于方向盘扶手，所述面盖安装于所述底座模块；

所述显示触控模块设置于所述面盖的背面，所述显示触控模块用于提供信息展示和触控操作；所述气囊模块设置于所述显示触控模块的背面；

所述面盖上设置强度弱化的撕裂线，所述撕裂线设置于所述显示触控模块的周边，当所述撕裂线断裂时，所述显示触控模块随所述面盖翻折打开，使所述气囊模块的气囊弹出。

可选地，所述显示触控模块设置连接环，所述连接环用于连接约束组件，所述约束组件连接于所述底座模块。

可选地，还包括按钮模块，所述按钮模块设置于所述显示触控模块的两侧；

所述按钮模块包括电容膜片、支撑件和电路板，所述电容膜片位于所述面盖的背面，并由所述支撑件提供支撑；

所述支撑件和所述电路板分别安装于所述底座模块。

可选地，所述按钮模块包括拨钮组件，所述拨钮组件向上穿过所述面盖，用于实现物理拨动。

可选地，所述按钮模块设置两组，两组所述按钮模块分别对应设置一个所述底座模块，或者两组所述按钮模块共用一个所述底座模块。

可选地，所述底座模块包括支撑壳和底壳，所述电路板安装于所述支撑壳的背面，所述电路板和所述支撑壳之间夹装开关垫。

可选地，所述支撑件通过弹性垫圈接触所述底座模块，并通过螺钉连接，以使所述支撑件受压时能够产生弹性位移。

可选地，所述支撑件上设置永磁铁，所述电路板上设置霍尔传感器，当所述面盖被按压时，所述支撑件带动所述永磁铁相对于所述霍尔传感器移动引发距离变化，使所述霍尔传感器的电信号变化，用以判断有无操作力以及操作力大小，作为所述按钮模块相应位置是否被按压的判断依据。

可选地，所述电路板上设置导电螺旋线圈，所述导电螺旋线圈用于与所述永磁铁产生相互作用力，进而推动所述支撑件和所述面盖产生相对运动，使操作者感受到振动。

可选地，所述霍尔传感器和所述永磁铁被配置为，当按压设定区域、和/或压力超过设定值、和/或两个所述霍尔传感器同时被触发时，触发喇叭功能。

可选地，所述面盖的背面设置挡墙，所述挡墙用于对所述气囊模块的气囊进行侧向限位；

所述挡墙连接于所述底座模块或者所述气囊模块的底座，用于将所述面盖未被弹出部分进行限位。

本发明提供一种方向盘，底座模块固定于方向盘扶手，面盖安装于底座模块，显示触控模块设置于面盖的背面，显示触控模块用于提供信息展示和触控操作，气囊模块设置于显示触控模块的背面；面盖上设置强度弱化的撕裂线，撕裂线设置于显示触控模块的周边，当撕裂线断裂时，气囊模块将气囊弹出，朝向面盖的方向推动显示触控模块，撕裂线处的强度更低，发生断裂从而使触控模块随所述面盖翻折打开，气囊弹出发挥缓冲的作用。本发明在方向盘上集成了显示触控模块，并且不影响安全气囊的正常触发，具有更强的一体性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的方向盘第一种具体实施例的正视示意图；

图2为本发明提供的方向盘第二种具体实施例的正视示意图；

图3为本发明提供的方向盘第三种具体实施例的正视示意图；

图4为本发明提供的方向盘第四种具体实施例的爆炸图；

图5为本发明提供的方向盘第五种具体实施例的爆炸图；

图6为面盖和气囊模块配合的示意图；

图7为本发明提供的方向盘的剖面示意图；

图8为显示触控模块和面盖仰视方向的结构示意图；

图9为图8中B-B方向的剖面图；

图10为永磁铁在电磁场中的示意图；

图11为永磁铁与霍尔传感器配合的示意图。

图中包括：

面盖1、挡墙11、撕裂线12、折叠线13、底座模块2、支撑壳21、底壳22、显示触控模块3、连接环31、约束组件32、气囊模块4、按钮模块5、电容膜片51、支撑件52、电路板53、拨钮组件54、弹性垫圈55、开关垫56、永磁铁57、霍尔传感器58、方向盘扶手6。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种方向盘，在方向盘上集成了显示触控模块，且能够确保安全气囊弹出，不影响安全气囊的正常触发。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的方向盘进行详细的介绍说明。

结合图4、图5、图6所示，本发明提供一种方向盘，包括面盖1、底座模块2、显示触控模块3和气囊模块4等结构，底座模块2固定于方向盘扶手6，如图1、图2、图3所示，其中展示的方向盘扶手6为环形结构，用于供驾驶者进行转向操控，方向盘扶手6可以是圆形，也可以是近似圆形的结构，或者采用长方形、椭圆形或者其他不规则的造型，通常需要保持左右对称，这些具体的设置形式都属于本发明所要涵盖的范围。底座模块2固定于方向盘扶手6，由方向盘扶手6对底座模块2提供支撑，在底座模块2上安装其他的结构。底座模块2的左右两侧分别固定在方向盘扶手6的内圈。

面盖1安装于底座模块2，面盖1是展示在外的覆盖件，用于遮挡其下方(图4、图5所示的方向)布置的器件，面盖1可用于手部接触；需要说明的是，面盖1可以是一层材料制成，也可以是由于两层以上材料共同组成；面盖1在展示面的方向上，可以是一个独立的区域，也可以是由两个以上区域拼接形成。面盖1的外形不做具体限定，可以根据具体的使用需求进行设定。结合图1至图5所示，本发明附图所展示的实施例中，面盖1呈横长竖短的结构，面盖1可以将方向盘扶手6的左右两侧完全覆盖，形成外形完整的结构。

显示触控模块3设置于面盖1的背面，结合图4、图5所示，显示触控模块3左右方向的长度以及上下方向的宽度均小于面盖1，面盖1可将显示触控模块3完全遮挡；显示触控模块3设置在面盖1左右方向的中部位置。显示触控模块3用于提供信息展示和触控操作，面盖1对应显示触控模块3的位置采用透明材料制成，可以将显示触控模块3显示的内容透过面盖1向外展示，用于向驾驶员展示信息；显示触控模块3可被用于触摸操作，例如采用电容触控的方式，可以将展示的信息供驾驶员互动。显示触控模块3固定在面盖1上，由面盖1提供支撑，可以在面盖1的背面(背面外部展示面的一侧)设置固定结构，例如固定设置的连接块，用于与显示触控模块3之间通过螺栓连接、铆接、卡扣连接等方式连接，也可以采用直接粘接固定。需要说明的是，显示触控模块3可以是屏幕也可以是固定的字符；显示触控模块3可以采用显示+触控功能，也可以仅有显示功能。

气囊模块4设置于显示触控模块3的背面，也即气囊模块4设置在显示触控模块3的下方，气囊模块4和显示触控模块3之间不要求存在固定连接，气囊模块4设置有底座和气囊等结构，底座用于容纳折叠后的气囊，当气囊内部充气时向外弹出，弹出后的气囊对显示触控模块3形成压力，使显示触控模块3具有向外移动的趋势。

结合图1、图2所示，面盖1上设置强度弱化的撕裂线12，撕裂线12设置于显示触控模块3的周边，也即由撕裂线12围成的区域大于显示触控模块3的面积；撕裂线12处的强度低于面盖1其他位置的强度，当显示触控模块3受到气囊向外顶出的作用力时，显示触控模块3对面盖1产生压力，压力作用在撕裂线12围成的区域，使面盖1沿撕裂线12断裂。当撕裂线12断裂时，显示触控模块3随面盖1翻折打开，使气囊模块4的气囊弹出，从而实现安全气囊工作，可以为驾驶员提供缓冲防护。

由于显示触控模块3需要翻转从而为气囊提供避让，因此撕裂线12的设置区域需要至少包围显示触控模块3的两个侧边，可以是全部包围显示触控模块3的四个侧边。

结合图1所示，其中展示的面盖1包括两个区域，包括中心区域A和外环区域B，外环区域包围中心区域，中心区域和外环区域是相对独立的两个结构，两者相对固定或不固定。在此实施例中，撕裂线12设置在中心区域，图1当中设置两条独立的撕裂线12，两条撕裂线12呈竖向延伸，两条撕裂线12的两端分别延伸到面盖1中心区域的上边缘与下边缘，将面盖1的中心区域划分为左、中、右三个部分，中间部分下方设置显示触控模块3，当气囊模块4被触发时，显示触控模块3将中心区域的中间部分向上顶出，两条撕裂线12断裂，中心区域的中间部分的上边缘和下边缘不存在连接关系，当左右两条撕裂线12断裂时，中间部分向上弹出。此结构在弹出气囊时，只将比显示触控模块3范围略大的部分弹出，面盖1的其他部分仍然保持不动。

结合图2所示，其中展示的面盖1包括两个区域，包括中心区域A和外环区域B，外环区域包围中心区域，中心区域和外环区域是相对独立的两个结构，两者相对固定或不固定。在此实施例中，撕裂线12设置在外环区域，图2当中设置一条完整的撕裂线12，撕裂线12将整个中心区域包围，并且在外环区域的上方设置一段折叠线13；当气囊模块4被触发时，显示触控模块3将整个中心区域向上顶出，撕裂线12断裂，显示触控模块3连同面盖1的中心区域围绕折叠线13翻转打开。

除了附图展示的两种实施例之外，还可以有其他的设置形式，撕裂线12可以在图1、图2展示的设置范围之间设定，这些具体的形式都应包含在本发明的保护范围之内。

本发明提供的方向盘将方向盘扶手6中间的结构采用一体化设置形式，给人更强的整体感，并且在方向盘上集成了显示触控模块3，可以提供显示和操控交互。当安全气囊被触发时通过撕裂线12使显示触控模块3同步被弹出，不影响安全气囊的正常触发。

在上述方案的基础上，结合图8所示，本发明提供的显示触控模块3设置连接环31，连接环31安装在显示触控模块3上，可以采用固定装配方式。连接环31用于连接约束组件32，约束组件32连接于底座模块2，约束组件32可以是刚性的连接环或链，约束组件32也可以是柔性的线或绳，当显示触控模块3被气囊向外顶出后，通过约束组件32将显示触控模块3约束在方向盘上，避免弹向驾驶员造成二次伤害。一般情况下，连接环31和约束组件32设置在显示触控模块3的上边缘位置，使显示触控模块3向上翻转，远离驾驶员的身体。

在一种实施例中，本发明提供的方向盘还包括按钮模块5，按钮模块5设置于显示触控模块3的两侧；结合图3所示，在显示触控模块3的左右两侧分别设置一组按钮模块5，两组按钮模块5分别供驾驶员的双手操控。由于按钮模块5距离驾驶员的手指更近，可以在手掌不离开方向盘握持位置的情况下进行操控。按钮模块5具体的功能可以根据需求设定。

结合图4、图5，按钮模块5包括电容膜片51、支撑件52和电路板53，电容膜片51位于面盖1的背面，并由支撑件52提供支撑；电容膜片51设置有若干个电容触发区域，每个电容触发区域对应于按钮模块5的一个按键区域，可以在皮肤接触对应电容触发区域时实现相应的电容触发。支撑件52和电路板53分别安装于底座模块2，均由底座模块2提供定位支撑。电路板53作为按钮模块5的信息处理元件，可接收信号并处理后输出。

更进一步，按钮模块5包括拨钮组件54，拨钮组件54向上穿过面盖1，用于实现物理拨动。结合图4、图5，在面盖1、电容膜片51和支撑件52上分别设置贯通孔，拨钮组件54穿过贯通孔向外凸出于面盖1，可以实现供手指拨动，用于功能操控，拨钮组件54提供实体的操控体验。一个拨钮组件54可以设置一个拨杆，也可以设置两个以上拨杆，拨杆的具体形式可以有不同的设定方式。

结合图4、图5，本发明设置两组按钮模块5，两组按钮模块5分别设置在显示触控模块3的左右两侧，按钮模块5安装于底座模块2。底座模块2存在两种设定形式，如图5所示，两组按钮模块5分别对应设置一个底座模块2，在面盖1的左右两侧下方分别设置一个底座模块2，两个底座模块2分别固定到方向盘扶手6上。结合图4所示，两组按钮模块5共用一个底座模块2，也即底座模块2仅设置一个，整个底座模块2左右方向的长度与面盖1大致相等。

结合图4、图5，底座模块2包括支撑壳21和底壳22，支撑壳21和底壳22可采用卡扣固定或者螺栓固定；电路板53安装于支撑壳21的背面，电路板53和支撑壳21之间夹装开关垫56，开关垫覆56盖在电路板53上，为电路板53提供防尘防水保护。

支撑件52通过弹性垫圈55接触底座模块2，并通过螺钉连接，以使支撑件52受压时能够产生弹性位移。支撑件52设置若干撑脚，弹性垫圈55安装在其几个撑脚上，弹性垫圈55与支撑壳21接触；弹性垫圈55为环形，通过螺钉穿入环形通道当中紧固安装，形成一个可以产生微小相对位移的弹性组件，当按压按钮模块5时可以将弹性垫圈55压缩变形，起到一定缓冲的作用。

结合图11，支撑件52上设置永磁铁57，电路板53上设置霍尔传感器58，当面盖1被按压时，包括按压面盖1的中间区域(显示触控模块3对应的区域)和两侧区域(按钮模块5)对应的区域。面盖1受压时使支撑件52带动永磁铁57相对于霍尔传感器58移动引发距离变化，使霍尔传感器58的电信号变化，用以判断有无操作力以及操作力大小，霍尔传感器58的信号作为按钮模块5相应位置是否被按压的判断依据。永磁铁57位置在按钮模块5功能区域的几何中心处，在左右两个按钮模块5分别对应设置一个霍尔传感器58。

电路板53上设置导电螺旋线圈(未展示在附图中)，导电螺旋线圈用于与永磁铁57产生相互作用力，进而推动支撑件52和面盖1产生相对运动，使操作者感受到振动。结合图10所示，表示永磁铁57位于电磁场当中，通电时螺旋线圈会产生向上或向下方向的磁场，或方向交变的磁场，与永磁铁57产生相互作用力(相应地，为吸力或推力，或方向交变的力)，进而推动支撑件52和面盖1产生相对运动，操作者即可感受到振动，实现振动反馈功能。

霍尔传感器58和永磁铁57被配置为，当按压设定区域、和/或压力超过设定值、和/或两个霍尔传感器58同时被触发时，触发喇叭功能。当按压面盖1时，左右两侧的霍尔传感器58可以检测到按压操作，当按压力达到触发喇叭功能的预设值时，即触发喇叭功能。除了可以直接通过霍尔传感器58检测压力来判断按喇叭操作的条件以外，还可以将霍尔传感器58的检测信号结合显示触控模块3和两侧的电容膜片51对按压位置加以判断，比如，只有以一定力量按压特定区域(显示触控模块3或按钮模块5)才被认为是在操作喇叭功能。

也就是说，本发明通过永磁铁57和霍尔传感器58配合可实现喇叭控制功能，通过永磁铁57和导电螺旋线圈配合可实现振动反馈功能。

面盖1的背面设置挡墙11，结合图6、图7，其中展示了在面盖1的背面设置左右两个挡墙11，挡墙11用于对气囊模块4的气囊进行侧向限位，在气囊点爆时限制气囊运动方向，只允许气囊向上运动，冲破面盖1；挡墙11连接于底座模块2或者气囊模块4的底座，用于将面盖1未被弹出部分进行限位。对于图1展示的设置撕裂线12的方式，由于面盖1仍然有较大的面积保留在原位，为了对保留原位的部分进行限定，可以通过挡墙11钩在底座模块2，也可以钩在气囊模块4的底座，加强面盖1未被弹出部分的强度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种方向盘，其特征在于，包括面盖(1)、底座模块(2)、显示触控模块(3)和气囊模块(4)，所述底座模块(2)固定于方向盘扶手(6)，所述面盖(1)安装于所述底座模块(2)；

所述显示触控模块(3)设置于所述面盖(1)的背面，所述显示触控模块(3)用于提供信息展示和触控操作；所述气囊模块(4)设置于所述显示触控模块(3)的背面；

所述面盖(1)上设置强度弱化的撕裂线(12)，所述撕裂线(12)设置于所述显示触控模块(3)的周边，当所述撕裂线(12)断裂时，所述显示触控模块(3)随所述面盖(1)翻折打开，使所述气囊模块(4)的气囊弹出。

2.根据权利要求1所述的方向盘，其特征在于，所述显示触控模块(3)设置连接环(31)，所述连接环(31)用于连接约束组件(32)，所述约束组件(32)连接于所述底座模块(2)。

3.根据权利要求1所述的方向盘，其特征在于，还包括按钮模块(5)，所述按钮模块(5)设置于所述显示触控模块(3)的两侧；

所述按钮模块(5)包括电容膜片(51)、支撑件(52)和电路板(53)，所述电容膜片(51)位于所述面盖(1)的背面，并由所述支撑件(52)提供支撑；

所述支撑件(52)和所述电路板(53)分别安装于所述底座模块(2)。

4.根据权利要求3所述的方向盘，其特征在于，所述按钮模块(5)包括拨钮组件(54)，所述拨钮组件(54)向上穿过所述面盖(1)，用于实现物理拨动。

5.根据权利要求3所述的方向盘，其特征在于，所述按钮模块(5)设置两组，两组所述按钮模块(5)分别对应设置一个所述底座模块(2)，或者两组所述按钮模块(5)共用一个所述底座模块(2)。

6.根据权利要求5所述的方向盘，其特征在于，所述底座模块(2)包括支撑壳(21)和底壳(22)，所述电路板(53)安装于所述支撑壳(21)的背面，所述电路板(53)和所述支撑壳(21)之间夹装开关垫(56)。

7.根据权利要求3所述的方向盘，其特征在于，所述支撑件(52)通过弹性垫圈(55)接触所述底座模块(2)，并通过螺钉连接，以使所述支撑件(52)受压时能够产生弹性位移。

8.根据权利要求3所述的方向盘，其特征在于，所述支撑件(52)上设置永磁铁(57)，所述电路板(53)上设置霍尔传感器(58)，当所述面盖(1)被按压时，所述支撑件(52)带动所述永磁铁(57)相对于所述霍尔传感器(58)移动引发距离变化，使所述霍尔传感器(58)的电信号变化，用以判断有无操作力以及操作力大小，作为所述按钮模块(5)相应位置是否被按压的判断依据。

9.根据权利要求8所述的方向盘，其特征在于，所述电路板(53)上设置导电螺旋线圈，所述导电螺旋线圈用于与所述永磁铁(57)产生相互作用力，进而推动所述支撑件(52)和所述面盖(1)产生相对运动，使操作者感受到振动。

10.根据权利要求8所述的方向盘，其特征在于，所述霍尔传感器(58)和所述永磁铁(57)被配置为，当按压设定区域、和/或压力超过设定值、和/或两个所述霍尔传感器(58)同时被触发时，触发喇叭功能。

11.根据权利要求8所述的方向盘，其特征在于，所述面盖(1)的背面设置挡墙(11)，所述挡墙(11)用于对所述气囊模块(4)的气囊进行侧向限位；

所述挡墙(11)连接于所述底座模块(2)或者所述气囊模块(4)的底座，用于将所述面盖(1)未被弹出部分进行限位。