[发明专利]具有固定的盘毂安装部的方向盘

说明书

技术领域

本发明涉及一具有固定的盘毂安装部的方向盘，尤其是一种具有静态驾驶员安全气囊模块的方向盘。

背景技术

典型的驾驶员安全气囊模块(DAB)安装在车辆方向盘上，该方向盘通常固定于一盘毂上，该盘毂依次连接到转向轴上。因此DAB与方向盘转向一致。由于安全气囊可能在相对于驾驶员的方向盘不同转动角度展开，同一安全气囊必须成型为圆形或对称形状，以便能为驾驶员始终提供相同形状的保护面。

在一些机动车辆中，例如跑车，安全气囊的最大直径受到挡风玻璃高倾斜度及前门侧框的限制。最近，已提供有组件，该组件容许驾驶员安全气囊模块在方向盘转动期间相对于车辆保持固定位置不动。这种类型的模块就是所知的静态驾驶员安全气囊模块。有利的一面是，静态DAB能提供圆形形状以外的气囊，因为该气囊没有上述的相对于驾驶员的转动。固定模块容许气囊体积局部增加。这样，气囊可以设计成展开时与特定车辆的内部空间相适配，这样可以更好地保护驾驶员，而不必考虑方向盘的角度位置。

针对在方向盘上固定的安装DAB，已经有不同的解决方案。

US2003/0067147A1公开了一静态驾驶员安全气囊组件，其包括一可旋转方向盘，该方向盘包围一易接触的空间并通过行星齿轮系与独立的轴连接。行星轮系把作用于方向盘环状件上的扭矩直接传递到转向轴。一安全气囊模块定位在方向盘所包围的易接触空间内，并在方向盘转动过程中保持固定位置不动。

DE 2131902公开了一具有非转动DAB的方向盘。通过将方向盘盘毂的内部齿与转向轴的外部齿匹配将方向盘的转动直接传递到转向轴，或者通过插入盘毂齿和转向轴齿之间的行星齿轮将方向盘的转动间接传递到转向轴。上述两种情况中，在轴和方向盘盘毂之间留置一空间，以便容置电线及固定支承元件，DAB模块固定在所述固定支承元件上。通过设置盘毂直径而使盘毂直径大于轴的直径，并利用二者间的间隙作为电线及固定支承元件的通道，可以实现上述方案。

采用行星齿轮方案(如DE2131902的图2所示方案)有几个缺点。首先，方向盘没有直接安装在转向轴上，因此结构上存在不连续性。由于上述齿轮在使用中的磨损而造成的机械间隙增大，使得方向盘的旋转与转向轴的旋转不匹配。而且，当提供行星齿轮以把方向盘盘毂与转向轴连接起来时，就必需使组合齿轮具有精确尺寸，以避免由驾驶员传递到转向轴的力衰减，或者出现方向盘环状部旋转角度与转向轴旋转角度的偏差。如果静态DAB组件中的一个的尺寸与指定尺寸不一致，就会发生例如由于齿轮间的不完全匹配而造成的方向盘环状部旋转不均衡。

通常还有另一个缺陷，转向轴旋转方向相对于驾驶员作用到方向盘环状部的旋转方向相反。为克服上述缺陷，不得不设计车辆转向箱，以便使由转向轴作用到车轮的旋转方向换向。这也导致车辆生产成本的增加。

更普遍地，设置有连接方向盘盘毂与转向轴的齿轮装置的现有技术组件结构复杂，并且在齿轮制造过程中要求精度高，这显著增加了生产时间和成本。

DE3413009A1公开了一种具有固定DAB模块的方向盘，其中，方向盘盘毂以传统方式直接与转向轴连接。设置了两个齿轮以保持DAB模块静止不动：第一齿轮与DAB模块匹配，第二齿轮与转向轴匹配。第一和第二齿轮与同一驱动轴连接，该驱动轴可旋转地容置于方向盘盘毂的座圈内。当驾驶员旋转方向盘环状部时，第二齿轮由转向轴驱动绕自身轴线旋转，同时通过方向盘盘毂推动驱动轴而绕方向盘的轴线旋转。同一运动由驱动轴传递到第一齿轮。第一齿轮和DAB模块间以及第二齿轮和转向轴间的齿轮传动比可选为使得DAB模块相对于方向盘环状部反方向旋转，因此可以保持固定不动。

这种方案需要使用两个昂贵的“钟表发条式”导电条(“clockspring”connectors)为DAB模块配线。第一导电条设置在盘毂的转向轴侧，第二导电条设置在盘毂的驾驶员侧，穿过上述盘毂与第一导电条以电线相连。DE3413009A1方案的另一个缺点是，驱动轴与独立的设置在方向盘盘毂中的座圈的连接要求严格，座圈加工不精确易使第一和第二齿轮不能对准，从而导致方向盘环状部旋转时DAB模块运动。

US4541301公开了一种方向盘组件，其中，DAB模块由一盘绕件固定支撑，当方向盘顺时针或逆时针转动时，该盘绕件通过一盘毂开口旋进或旋出。该盘绕件具有与车辆固定部连接的第一端部，以及固定在模块上并盘绕在转向轴周围的第二端部。此种方案的主要缺点是，盘绕件不足以抵抗扭转，以避免DAB模块出现小幅运动。换句话说，盘绕件不能提供必要的机械强度，以在所有的操作条件下固定支撑DAB模块。