新型时钟弹簧及具有该时钟弹簧的方向盘、车辆的制作方法

1.本实用新型属于车辆领域，具体涉及新型时钟弹簧、具有该时钟弹簧的方向盘及具有该方向盘的车辆。


背景技术：

2.时钟弹簧又叫旋转连接器、气囊游丝、螺旋电缆，是用来连接主气囊与气囊线束，或者方向盘的开关按钮与控制单元的线束，存在的意义在于将方向盘上的开关信号、气囊信号等传递到车辆其它控制器上。因为方向盘旋转的原因，采用常规线束会造成线束频繁地收紧放松，会产生线束摩损、异响等各类问题。
3.现有时钟弹簧通常采用柔性扁平电缆替换普通电缆，但扔存在以下技术缺陷：
4.(1)线束长度需要满足方向盘最大转向量要求，以保证线束不被拉断，耗费制造成本；
5.(2)由于线束长度限制，时钟弹簧的旋转圈数受限；
6.(3)由于线束的存在，时钟弹簧难以缩小尺寸及厚度，占用车辆空间大，放置灵活性低。
7.此外，目前也出现了一种采用滚珠方式实现上下导电片电连接的时钟弹簧，其不再受制于线束长度，但是此类时钟弹簧或只设置一个滚珠及一个适配滚珠的转动轨道，容错率低，一旦滚珠脱轨将导致时钟弹簧使用故障，或是时钟弹簧运行时，滚珠的动能无法被有效利用。因此，目前亟待一种功能可靠、能量利用率高且结构简单、成本低廉的新型时钟弹簧。


技术实现要素：

8.为解决上述技术问题，本实用新型技术方案提供了一种新型时钟弹簧，包括上盖以及与上盖相对转动设置的下盖，上盖下侧设有上导电面，下盖上侧设有下导电面且下导电面布设有沿下盖轴向方向向上突出设置的第一凸部，下盖通过第一凸部抵接上导电面，第一凸部在下导电面围圈出至少一个封闭区域且封闭区域内对应设有导电滚珠，导电滚珠被可滚动地限位在由上导电面、下导电面以及第一凸部共同构成的容置腔内，且导电滚珠上下两端始终分别滚动接触上导电面及下导电面。
9.进一步地，第一凸部在下导电面围圈出至少一个导电凹槽通道且导电滚珠对应布设在导电凹槽通道内，导电凹槽通道为圆环形导电凹槽通道或椭圆环形导电凹槽。
10.进一步地，第一凸部由若干同心圆环形凸块构成，圆环形凸块及位于圆环形凸块间的圆环形导电凹槽通道间隔布设于下导电面。
11.进一步地，上导电面设有圆环形导电凸块及圆环形凹槽通道，上导电面的圆环形导电凸块对应下导电面的圆环形导电凹槽通道布设，且上导电面的圆环形凹槽通道对应下导电面的圆环形凸块布设。
12.进一步地，圆环形导电凹槽通道内至少设有一颗导电滚珠。
13.进一步地，上盖下方设有上导电盘，上导电面设置在上导电盘下侧，上导电盘上侧设有沿轴向方向延伸的限位凸块，上盖对应设有形状及大小与限位凸块匹配的镂空槽，上盖卡接限位凸块并对应安装在上导电盘的上方。
14.进一步地，上盖、上导电盘、下盖中部均设有通孔，通孔内设置有顺序贯穿上盖、上导电盘、下盖的转动插件，转动插件远离内腔一端设置的转动底盘紧贴设置在下盖下方，且转动插件另一端固定连接上盖，上盖与转动插件整体相对于下盖可转动设置。
15.进一步地，上导电面及下导电面采用铜或铜合金制成。
16.本实用新型技术方案公开了一种方向盘，包括新型时钟弹簧。
17.本实用新型技术方案公开了一种车辆，包括方向盘，上盖与方向盘电路电连接，下盖且与车辆电源电连接。
18.本实用新型技术方案公开的新型时钟弹簧及具有该时钟弹簧的方向盘、车辆所能带来的有益技术效果如下：
19.①
本实用新型技术方案采用滚珠作为时钟弹簧实现电连接的导通介质，不受线束长度限制，且滚珠被带动转动后，能够对下盖设置的第一凸部做功，从而促进时钟弹簧转动，并使滚珠的动能得到有效利用；
20.②
第一凸部由布设在下导电面且沿轴向方向向上突出的若干同心圆环形凸块构成，圆环形凸块及位于圆环形凸块间的圆环形导电凹槽通道间隔布设于下导电面，且圆环形导电凹槽通道内对应设有导电滚珠，通过布设在多个圆环形导电凹槽通道内的导电滚珠实现上下导电面的稳定导通，即使其中一个滚珠出现故障，其他滚珠仍然能够保障时钟弹簧信号传递，有利于提升时钟弹簧信号传递的可靠性；
21.③
圆环形导电凸块对应下导电面的圆环形导电凹槽通道布设，且上导电面的圆环形凹槽通道对应下导电面的圆环形凸块布设，上下导电面的凹槽及凸块对应卡接，用以减少上下导电面相对转动时在径向方向的移动量，有利于时钟弹簧稳定运行。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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它的附图。
23.图1为新型时钟弹簧的爆炸结构示意图之一；
24.图2为新型时钟弹簧的爆炸结构示意图之二；
25.图3为新型时钟弹簧的截面结构示意图之一；
26.图4为新型时钟弹簧的截面结构示意图之二。
27.主要元件符号说明：
28.1：上盖；11：圆环形导电凸块；12：圆环形凹槽通道；13：镂空槽；
29.2：下盖；21：第一凸部；22：导电凹槽通道；
30.3：导电滚珠；
31.4：上导电盘；41：限位凸块；
32.5：转动插件；51：转动底盘。
具体实施方式
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
37.时钟弹簧又叫旋转连接器、气囊游丝、螺旋电缆，是用来连接主气囊与气囊线束，或者方向盘的开关按钮与控制单元的线束，存在的意义在于将方向盘上的开关信号、气囊信号等传递到车辆其它控制器上。因为方向盘旋转的原因，采用常规线束会造成线束频繁地收紧放松，会产生线束摩损、异响等各类问题。
38.现有时钟弹簧通常采用柔性扁平电缆的时钟弹簧存在以下技术缺陷：
39.(1)线束长度需要满足方向盘最大转向量要求，以保证线束不被拉断，耗费制造成本；
40.(2)由于线束长度限制，时钟弹簧的旋转圈数受限；
41.(3)由于线束的存在，时钟弹簧难以缩小尺寸及厚度，占用车辆空间大，放置灵活性低。
42.此外，目前也出现了一种采用滚珠方式实现上下导电片电连接的时钟弹簧，其不再受制于线束长度，但是此类时钟弹簧往往只设置一个滚珠及一个适配滚珠的转动轨道，容错率低，一旦滚珠脱轨将导致时钟弹簧使用故障，且滚珠被带动转动时，其动能不能被系统有效利用。
43.针对现有时钟弹簧存在的技术缺陷，本技术方案公开了一种新型时钟弹簧，设有上导电面及下导电面，且下导电面布设由沿下盖轴向方向向上突出设置的第一凸部，下盖
通过第一凸部抵接上导电面，第一凸部在下导电面围圈出至少一个封闭区域，封闭区域可以是环绕下导电面中心通孔设置的封闭区域，比如圆环形封闭区域、椭圆环形封闭区域、不规则形状的环带状封闭区域，也可以是不环绕下导电面中心通孔设置的封闭区域，封闭区域内放置有导电滚珠且导电滚珠被可滚动地限位在由上导电面、下导电面以及第一凸部共同构成的容置腔内，且导电滚珠上下两端始终分别滚动接触上导电面及下导电面。本实用新型技术方案采用滚珠作为时钟弹簧实现上下导电面间电连接的导通介质，不受线束长度限制，且滚珠被带动转动后，能够对下导电面设置的第一凸部做功，从而促进时钟弹簧转动，并使滚珠的动能得到有效利用。
44.为合理时钟弹簧结构，第一凸部在下导电面围圈出至少一个导电凹槽通道，导电滚珠被限制在导电凹槽内滚动，且导电滚珠上下两端分别始终接触上导电面及下导电面，从而保证时钟弹簧能够稳定将转向盘的开关信号、气囊信号等稳定传输到车辆控制器；导电凹槽通道为圆环形导电凹槽通道或椭圆环形导电凹槽通道，导电滚珠被限制在预先设定的圆环形或椭圆环形导电凹槽内来回滚动，能够减少导电滚珠与第一凸部间的碰撞次数及强度，从而降低导电滚珠动能损耗，且通过导电滚珠在导电凹槽内的滚动为上盖与下盖间的相对转动提供切向力，使导电滚珠动能更多地被用以带动时钟弹簧旋转，从而提升导电滚珠动能的利用效率。
45.下面结合附图和具体实施例，对本实用新型技术方案做进一步详细说明。
46.实施例1：
47.为增强时钟弹簧信号传递的稳定性，本实施例提供了一种时钟弹簧的结构，如图1-4所示，包括上盖1以及与上盖相对转动设置的下盖2，上盖1下方设有上导电盘4，上导电面设置在上导电盘4下侧，下盖2上侧设有下导电面，上导电面及下导电面由铜或铜合金制成，下导电面布设由沿下盖轴向方向向上突出设置的第一凸部21，下盖2通过第一凸部21抵接上导电面，第一凸部21由布设在下导电面且沿轴向方向向上突出的若干同心圆环形凸块构成，导电凹槽通道22位于相邻两圆环形凸块间且对应设置为圆环形导电凹槽通道，圆环形凸块与圆环形导电凹槽通道间隔布设于下导电面，圆环形导电凹槽通道内均对应放置有导电滚珠3，此技术方案区别于现有采用滚珠实现信号传递的时钟弹簧，通过布设在多个圆环形导电凹槽通道内的导电滚珠实现上下导电面的导通，即使其中一个滚珠出现故障，其他滚珠仍然能够保障时钟弹簧信号传递，有利于提升时钟弹簧信号传递的稳定性。
48.如图1-4所示，下导电面设置的第一凸部21由布设在下导电面且沿轴向方向向上突出的若干同心圆环形凸块构成，下导电面设置的导电凹槽通道22位于相邻两圆环形凸块间且对应设置为圆环形导电凹槽通道，上导电面设有圆环形导电凸块11及圆环形凹槽通道12，上导电面的圆环形导电凸块11对应卡接下导电面的圆环形导电凹槽通道，导电滚珠被限制在圆环形导电凸块11与圆环形导电凹槽通道之间，上导电面的圆环形导电凸块11通过导电滚珠3与下导电面的圆环形导电凹槽通道电连接，上导电面的圆环形凹槽通道12与下导电面的圆环形凸块卡接，下导电面的圆环形凸块抵接在上导电面的圆环形凹槽通道12内，用以减少上下导电面相对转动时在径向方向的移动量，有利于时钟弹簧稳定运行。
49.为合理化结构并降低生产成本，如图1-4所示，上导电盘4上侧设有沿轴向方向延伸的限位凸块41，上盖1对应设有形状及大小与限位凸块匹配的镂空槽13，上盖1卡接限位凸块并对应安装在上导电盘4的上方。
50.为进一步合理化时钟弹簧结构，如图1-4所示，上盖1、上导电盘4、下盖2中部均设有通孔，通孔内设置有顺序贯穿上盖、上导电盘、下盖的转动插件5，转动插件远离内腔一端设置的转动底盘51紧贴设置在下盖下方，且转动插件另一端固定连接上盖，上盖与转动插件整体相对于下盖可转动设置。在其他实施例中，能够根据需要将上盖固定，下盖设置为可相对上盖转动的结构。
51.实施例2：
52.本实施例提供了一种方向盘，设置有时钟弹簧，该时钟弹簧设有上导电面及下导电面，且下导电面布设由沿下盖轴向方向向上突出设置的第一凸部，下盖通过第一凸部抵接上导电面，第一凸部在下导电面围圈出至少一个封闭区域，封闭区域可以是环绕下导电面中心通孔设置的封闭区域，比如圆环形封闭区域、椭圆环形封闭区域、不规则形状的环带状封闭区域，也可以是不环绕下导电面中心通孔设置的封闭区域，封闭区域内放置有导电滚珠且导电滚珠被可滚动地限位在由上导电面、下导电面以及第一凸部共同构成的容置腔内，且导电滚珠上下两端始终分别滚动接触上导电面及下导电面。
53.本实施例特别保护一种方向盘，其内部设置的时钟弹簧结构如图1-4所示，包括上盖1以及与上盖相对转动设置的下盖2，上盖1下侧设有上导电面，下盖2上侧设有下导电面，上导电面及下导电面由铜或铜合金制成，下导电面布设由沿下盖轴向方向向上突出设置的第一凸部21，下盖2通过第一凸部21抵接上导电面，第一凸部21由布设在下导电面且沿轴向方向向上突出的若干同心圆环形凸块构成，导电凹槽通道22位于相邻两圆环形凸块间且对应设置为圆环形导电凹槽通道，圆环形凸块与圆环形导电凹槽通道间隔布设于下导电面，圆环形导电凹槽通道内均对应放置有导电滚珠3。
54.本实施例提供的方向盘不再受制于线束长度，在方向盘旋转角度过大时也不会发生线束被扯断的问题，并且此技术方案区别于现有采用滚珠实现信号传递的时钟弹簧，通过布设在多个圆环形导电凹槽通道内的导电滚珠实现上下导电面的导通，即使其中一个滚珠出现故障，其他滚珠仍然能够保障时钟弹簧信号传递，有利于提升时钟弹簧信号传递的稳定性。
55.实施例3：
56.基于实施例2，本实施例提供了一种车辆，包括采用了新型时钟弹簧的方向盘，新型时钟弹簧的上盖与方向盘电路电连接，新型时钟弹簧的下盖与车辆电源电连接，该时钟弹簧设有上导电面及下导电面，且下导电面布设由沿下盖轴向方向向上突出设置的第一凸部，下盖通过第一凸部抵接上导电面，第一凸部在下导电面围圈出至少一个封闭区域，封闭区域可以是环绕下导电面中心通孔设置的封闭区域，比如圆环形封闭区域、椭圆环形封闭区域、不规则形状的环带状封闭区域，也可以是不环绕下导电面中心通孔设置的封闭区域，封闭区域内放置有导电滚珠且导电滚珠被可滚动地限位在由上导电面、下导电面以及第一凸部共同构成的容置腔内，且导电滚珠上下两端始终分别滚动接触上导电面及下导电面。
57.车辆采用新型时钟弹簧，一方面时钟弹簧结构取消线束，缩小了时钟弹簧体积，有利于提升放置灵活性及优化车内空间利用率，另一方面新型时钟弹簧通过布设在多个圆环形导电凹槽通道内的导电滚珠实现上下导电面的导通，即使其中一个滚珠出现故障，其他滚珠仍然能够保障时钟弹簧信号传递，容错率高，功能稳定，有利于提升时钟弹簧信号传递的可靠性以及车辆行驶的安全性。
58.以上对本实用新型所提供的新型时钟弹簧及具有该时钟弹簧的方向盘、车辆进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想和方法，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。