一种自带定位机构时钟弹簧及其安装定位方法与流程

本发明涉及一种新型汽车用时钟弹簧，尤其是一种自带定位机构的时钟弹簧及其安装定位方法。

背景技术：

时钟弹簧是用于汽车方向盘多功能按键及安全气囊的关键部件，一般是安装在方向盘下方，当方向盘左右旋转运动时，保证安全气囊、喇叭开关等电器部件正常的电路连接。时钟弹簧在汽车安全系统中有非常重要的作用，起到电信号的传递、形成回路，以保证在发生碰撞时，以确保打开安全气囊保护驾驶员和乘员的生命安全。若时钟弹簧各回路不能正常连接，将会导致安全气囊不能打开，从而不能有效的保护乘员的生命安全。常用时钟弹簧是有圈数限制的，为使时钟弹簧从出厂到安装在方向盘期间，始终保持对中位置，所以要在出厂时需要在时钟弹簧上设计对中位置定位机构，当时钟弹簧安装到位后，方向盘安装后，时钟弹簧才能正常工作。但由于导通回路较多，外侧空间有限，无法排布较多壳体，无法排部定位销位置，很有必要设计一种具有内侧定位机构的时钟弹簧。

技术实现要素：

本发明目的是为克服上述已有技术的不足，提供一种可保证时钟弹簧安装方向盘后可在有效圏数中旋转，卸去方向盘后定位销在弹簧的作用下可自锁以防止旋转、减少客户使用操作工序的自带定位机构时钟弹簧及其安装定位方法。

本发明包括转子机构和定子机构；转子机构包括转动圈、定位销、信号转接盒及转接板、弹簧，定子机构包括上盖、定子胶盒和底座。所述定位销为一端开孔、另外一端封闭的空心圆柱形结构，定位销圆柱外一侧设有卡钩导向块，另外一侧设有凸起的锁止块，导向块与锁止块不在一条直径线上；定位销内孔直径大于弹簧外径；卡钩导向块为倒u形，倒u形底部外端设有垂直于倒u形外侧直面的钩子；锁止块为垂直于圆柱外圆的方形凸起。所述转动圈为圆柱形，圆柱上端靠近外缘处开有圆柱形孔，圆柱形孔一侧开有长形口，另外的一侧开有长方形倒钩槽，长形口的宽度及长度均大于定位销上的锁止块，长方形导钩槽宽度及长度均大于定位销卡钩导向块，在长方形导钩槽和长形口的导向下，在弹簧压缩力的作用下，定位销可以上下运动，信号转接盒布置在圆柱上端，与圆柱为一体结构，信号转接盒内侧去除部分材料，留下薄壁用于固定转接板。所述上盖为中空圆环形壳体，包括旋转面、卡槽、凸台，垂直于上盖内孔的内侧设有旋转面，旋转面的宽度大于锁止块长度，要求平整而且光滑，旋转面靠近上盖的上端处，在内孔壁与旋转面夹角处设置一个低于旋转面的卡槽，卡槽的长度略大于锁止块长度，宽度为锁止块宽度的二倍，厚度等于锁止块厚度；转动圈及锁止块在旋转面上转动，当定位销转动至卡槽处时，锁止块被顶入卡槽中，上盖外圏上沿圆周方向均匀排布有凸台。所述底座为圆环形，圆环中心设有大于转动圈外径的内通孔，底座外圈上均匀排布有凹槽，凹槽位置与上盖上凸台位置相对应。定子胶盒为方形结构，布置在定子上盖的外圏上，用于放置并固定插针接插件。

时钟弹簧焊接总成是将安全气囊、方向盘按键与整车连通的电信号传输系统，包括插针接插件、转接板、扁平电缆；扁平电缆由多根铜带为基础双面覆膜制成，扁平结构，有柔性，螺旋缠绕在内圈上，排列在定子机构内，插针接插件和转接板采用黄铜板冲压成形，外部局部包封绝缘材料。每一根铜带两端裸露处作为导通接头，分别与插针接插件和转接板超声波焊接，焊接后，插针接插件与转接板上外露的插针通过扁平电缆导通。扁平电缆随转动机构顺时针和逆时针旋转而缠紧和放松，出厂定位销锁止块卡入卡槽时，在扁平电缆长度方向的中间位置，使时钟弹簧顺时针方向和逆时针方向有效旋转圈相等。

定位销卡钩导向块勾在转动圈的导钩槽上，可防止定位销脱出，且使内部弹簧有预压力。转动圈的上端放有上盖，在转动圈下端装有底座，上盖凸台与底座凹槽扣合形成定子机构，转子机构在上盖与底座的内孔之间转动，当定位销上锁止块转至上盖的卡槽处，在弹簧弹力作用下将定位销向上顶起，锁止块脱离旋转面弹入上盖的卡槽中，转子机构被限制转动，完成定位。

本发明自带定位机构时钟弹簧的安装定位方法是：

(1)将时钟弹簧焊接总成的转接板一端装入转动圈信号转接盒中，另一端装入定子胶盒中，扁平电缆（ffc）随转动圈出口方向缠绕，顺势装在上盖内孔中，转动圈下端扣上底座，转子机构及焊接总成放置在定子机构内，完成装配；

（2）转动圈上所装定位销受压后，定位销锁止块脱离卡槽的限制，便可随转动圈自由旋转。出厂时，定位销为放松状态，在弹簧的作用下，锁止块被顶入上盖的卡槽中，整体定位完成。

在装入汽车方向盘时，定位销被压下，弹簧受压，锁止块脱离上盖的卡槽，转动圈可在有效圈数自由旋转，当汽车前轮调正，拆去方向盘时，在弹簧的作用下，定位销弹起，锁止块卡在卡槽中，时钟弹簧完成定位。

本发明适用于空间有限、无法另外安装定位销结构的时钟弹簧；保证时钟弹簧安装方向盘后可在有效圏数中旋转，卸去方向盘后定位销在弹簧作用下可自锁以防止旋转；与现有定位结构相比，结构紧凑，体积较小，安装方便；减少客户使用时操作工序，在安装方向盘时，锁止块自动脱开卡槽，从而转子可自由旋转；可重复使用，在汽车返修时，定位销自动完成定位功能，不必采取其它方式。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中a-a线方向上定位销锁止时剖视机构示意图；

图3为定位销及弹簧结构示意图；

图4为转子机构结构示意图；

图5为本发明俯视结构示意图；

图6为图5中沿b-b线方向的剖视图。

图中：1.定位销，2.弹簧，3.转动圈，4.上盖，5.底座，6.卡钩导向块，7.锁止块，8.圆柱形孔，9.长形口，10.倒钩槽，11.凸台，12.卡槽，13.旋转面，14.内孔，15.内通孔，16.凹槽，17.定子胶盒，18.拔柱，19.安装卡钩，20.信号转接盒，21.转接板,22.插针接插件,23.扁平电缆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例做进一步详细说明：

所述定位销1为一端开孔、另外一端封闭的空心圆柱形结构，定位销1圆柱外一侧设有卡钩导向块6，另外一侧设有凸起的锁止块7，卡钩导向块6与锁止块7不在一条直径线上；定位销1内孔14直径大于弹簧2外径；卡钩导向块6为倒u形，倒u形底部外端设有垂直于倒u形外侧直面的卡钩；锁止块7为垂直于圆柱外圆的方形凸起；所述转动圈3为圆柱形，圆柱上端靠近外缘处开有圆柱形孔8，在圆柱形孔8的一侧开有长形口9，另外的一侧开有长方形倒钩槽10；信号转接盒20布置在圆柱上端，转接板21装在信号转接盒20内侧；在垂直于上盖4内孔的内侧设有旋转面13，旋转面13的宽度大于锁止块7长度；旋转面13靠近上盖4的上端处，在上盖4内孔壁与旋转面13夹角处设置一个低于旋转面的卡槽12；上盖4外圏上沿圆周方向均匀排布有凸台11；所述底座5为圆环形，圆环中心设有大于转动圈3外径的内通孔15，底座5外圈上均匀排布有凹槽16，凹槽16位置与上盖4上凸台11位置相对应；定子胶盒17为方形结构，布置在定子上盖4的外圏上，插针接插件22放置于定子胶盒内。

卡钩导向块6装入转动圈3的圆孔中，卡钩导向块6卡在转动圈3的倒槽钩10上，定位销1受限，无法脱出，形成转子机构。在转动圈3的上端放置上盖4，在转动圈3的下端安放底座5，底座5的凹槽16与上盖4的凸台11扣合，形成定子机构，转子机构与定子机构为间隙配合，确保转动圈3在定子机构内孔14和内通孔15内转动，当无方向盘外力作用时，转动圈3带动定位销1的锁止块7在旋转面13上转动，当锁止块7转至上盖4的卡槽12处时，在弹簧2弹力作用下将定位销1上的锁止块7弹入上盖的卡槽12中即可定位。

安装定位时：(1)将时钟弹簧焊接总成的转接板21一端装入转动圈信号转接盒20中，另一端装入定子胶盒17中，扁平电缆（ffc）23随转动圈出口方向缠绕，顺势装在上盖内孔14中，转动圈3下端扣上底座5，转子机构及焊接总成放置在定子机构内，完成装配；

（2）转动圈3上所装定位销1受压后，定位销1锁止块7脱离卡槽12的限制，便可随转动圈3自由旋转。出厂时，定位销1为放松状态，在弹簧2的作用下，锁止块7被顶入上盖4的卡槽12中，整体定位完成。

方向盘装入时，方向盘结构正好压在定位销1上，定位销1受力，使其弹簧2受力压缩，定位销1的卡钩导向块6随倒钩槽10向下，锁止块7脱离卡槽12，转动圈3在方向盘的带动下，便可在有效圈数中自由旋转。方向盘前轮回正拆去方向盘时，定位销1不再承受外力，从而弹簧2压力释放后，带动定位销1向上移动，在导向块6和倒钩槽10的导向下，锁止块7正好卡入卡槽12中，转动圈3受限，不可自由旋转，时钟弹簧定位完成。