一种防止多个电缆回折和紊乱的时钟弹簧的制作方法

本发明涉及一种时钟弹簧的改进。

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，保证内部扁平电缆不会打折、扭曲甚至折断，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。最常用的时钟弹簧是有圈数限制的，为使时钟弹簧从出厂到安装到方向盘下方期间，应始终保持扁平电缆在对中位置。目前，时钟弹簧的结构有以下三种：转动架+滚轮结构，蜗卷结构，虚拟滚轮结构。其中虚拟滚轮结构的时钟弹簧有以下优势：1.可以安装1-4条扁平电缆，可实现较多的回路要求，2.虚拟滚轮结构中的扁平电缆在时钟弹簧回转过程中挠曲位置不会受到外力阻碍，有利于扁平电缆的工作寿命。但是由于虚拟滚轮结构中的扁平电缆挠曲位置没有支撑，导致扁平电缆易出现回折、紊乱等失效现象。为了解决虚拟滚轮结构中因扁平电缆无支撑导致的易回折、紊乱等现象，目前的虚拟滚轮结构时钟弹簧是在扁平电缆上涂抹较多的润滑油，依靠润滑油将扁平电缆黏在一起，而且对润滑油的要求较高，因此，还存在过度依赖于润滑油的问题。

技术实现要素：

本发明目的是克服上述已有技术的不足，提供一种结构稳定性好、防止电缆回折和紊乱、而且不过于依赖使用润滑油来黏合扁平电缆的可以防止多个电缆回折和紊乱的时钟弹簧。

本发明包括内圈（也称为转子或太阳轮）、上盖（也称为定子或定齿轮）、柔性滚轮、扁平电缆、保持架和行星齿轮；所述柔性滚轮包括硬性材料制成的中心部位和柔性材料制成的外围部位，柔性滚轮的直径大于内圈和上盖之间的径向距离；柔性滚轮安装在保持架或行星齿轮中心轴上，柔性滚轮安装后其柔性材料制成的外围部位形状受压变为椭圆，椭圆的短轴两端始终贴合在内圈和上盖上的扁平电缆上，变形后的柔性滚轮分别将扁平电缆的中心侧压合在内圈壁上，外侧压合在上盖壁上。扁平电缆的一端从内圈中延伸出来并缠绕在内圈上，并经u形反向回绕到上盖内；行星齿轮整体为圆饼状，圆周外围带有轮齿；行星齿轮安装在内圈和上盖上自带的轮齿之间，内圈及上盖上自带有轮齿，与行星齿轮上的轮齿进行啮合传动；当内圈（太阳轮）旋转时，轮齿带动行星齿轮沿上盖（定齿轮）旋转，此时行星齿轮自身在做圆周旋转运动，同时绕内圈的旋转中心做圆周运动；保持架的上下两侧均设有连接轴，下侧的连接轴穿在行星齿轮的中心孔中，上侧的连接轴穿在柔性滚轮的中心孔中，由此，行星齿轮公转时带动保持架旋转，保持架带动柔性滚轮旋转。行星齿轮沿内圈旋转的角速度与扁平电缆u形回转中心沿内圈旋转的角速度相同。u形回转中心是扁平电缆从内圈中延伸出然后反向回转到上盖内侧所形成的u形，也称为u形假想中心。

所述柔性滚轮具有n个（n为自然数），在时钟弹簧内部按需要角度分布。一般的，柔性滚轮具有四个，沿圆周方向均匀分布。相应的，扁平电缆也有四个，四个扁平电缆的一端分别固定在内圈上，另外一端分别从内圈中延伸出来并缠绕在内圈上，并经u形反向回绕到上盖内，四条扁平电缆在上盖和内圈上的绕向相同。

柔性滚轮中心部位的材质可用pom或pbt等硬性材料，外围部位材质可选用pvc或硅橡胶等柔性材料，柔性滚轮中心部位与外围部位之间可以通过二次注塑来连接，中心部位可以做嵌件。

上述结构设计不局限于柔性滚轮安装在保持架上，亦可取消保持架，而直接将柔性滚轮安装在行星齿轮的中心轴上。

通过行星齿轮带动保持架转动，保持架的转动角速度与扁平电缆u形回转中心的转动角速度相同，保持架带动柔性滚轮始终同步于扁平电缆的旋转，始终将扁平电缆的中心侧压合在内圈壁上，外侧压合在上盖壁上，同时与扁平电缆的u形壁位置保持足够的间隙。

所述的时钟弹簧是一种新结构的时钟弹簧，内部设有柔性滚轮机构，柔性滚轮通过行星齿轮机构带动与扁平电缆同步旋转。

所述的时钟弹簧柔性滚轮可以有n个（n为自然数），可在时钟弹簧内部按需要角度分布。

所述的时钟弹簧柔性滚轮有4个，沿圆周方向均匀分布。

所述的柔性滚轮为中心部位可沿轴旋转，边缘为圆形的柔软结构，受压后可形成椭圆。

本发明与现有的虚拟滚轮结构相比，保持了虚拟滚轮扁平电缆u形回转区不受阻力的优势，消除了过度依赖使用润滑油（此润滑油的要求很高）来黏合扁平电缆的问题，保证内圈回转过程中扁平电缆的内外两侧均被压合支撑，保证了电缆不会回折和紊乱，提高了虚拟滚轮结构时钟弹簧的结构稳定性；增加的扁平电缆数量可用于传输转向盘加热或座椅加热功能所需的较大电流，解决了传统的时钟弹簧实现较多通路数就不能实现较大承载电流、或实现较大承载电流就不能实现较多的通路数的不足，既可以实现较多通路数，又可以实现较大电流。

附图说明

图1是本发明时钟弹簧的俯视图；

图2是本发明时钟弹簧的主视图；

图3是行星齿轮传动的结构示意图；

图中：1.柔性滚轮外围部位，2.柔性滚轮中心部位，3.扁平电缆，4.上盖上自带的轮齿，5.上盖，6.内圈上自带的轮齿，7.内圈，8.行星齿轮，9.保持架，10.连接轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明包括柔性滚轮、扁平电缆3、上盖5、内圈7、行星齿轮8、保持架9，其中柔性滚轮和行星齿轮装配在保持架的上下两侧。柔性滚轮包括柔性滚轮外围部位1和柔性滚轮中心部位2。柔性滚轮安装在保持架上，柔性滚轮安装后其柔性材料制成的外围部位1形状受压变为椭圆，椭圆的短轴两端始终贴合在内圈7和上盖5上的扁平电缆3上，变形后的柔性滚轮分别将扁平电缆3的中心侧压合在内圈7壁上，外侧压合在上盖5壁上。扁平电缆3的一端从内圈7中延伸出来并缠绕在内圈7上，并经u形反向回绕到上盖5内；行星齿轮8安装在上盖上自带的轮齿4和内圈上自带的轮齿6之间。所述柔性滚轮共有四个，沿圆周方向均匀分布。相应的，扁平电缆3也有四个，四个扁平电缆的一端分别固定到内圈7上，另外一端分别从内圈7中延伸出来并缠绕在内圈7上，并经u形反向回绕到上盖5内，四条扁平电缆3在上盖5、内圈7上的绕向相同。保持架9上下两侧均设有连接轴10，下侧连接轴穿在行星齿轮8的中心孔中，上侧连接轴穿在柔性滚轮的中心孔中。

技术特征：

技术总结
一种防止多个电缆回折和紊乱的时钟弹簧，目的是结构稳定性好，防止电缆回折和紊乱，且不过于依赖使用润滑油来黏合扁平电缆；本发明包括内圈、上盖、柔性滚轮、扁平电缆、保持架和行星齿轮；所述柔性滚轮包括硬性材料制成的中心部位和柔性材料制成的外围部位；柔性滚轮的直径大于内圈和上盖之间的径向距离；柔性滚轮安装在保持架或行星齿轮中心轴上。扁平电缆的一端从内圈中延伸出来并缠绕在内圈上，再经U形反向回绕到上盖内；行星齿轮安装在内圈和上盖上自带的轮齿之间；保持架的上下两侧均设有连接轴，下侧连接轴穿在行星齿轮的中心孔中，上侧连接轴穿在柔性滚轮的中心孔中。

技术研发人员：方小海;张永东;闫春刚;金文丽;赵自鹏
受保护的技术使用者：山西中航锦恒科技有限公司
技术研发日：2019.01.07
技术公布日：2019.04.26