汽车转向柱连接器 本发明一般涉及一种汽车转向柱连接器。更具体地说本发明涉及一种汽车转向柱连接器，其利用一个或多个导体将一个可旋转的气囊组件和静止的传感器电气上连成一体，该导体同时与连接器的毂盘和外壳相连接。该导体最好是金属环，其电气上将静止的连接器外壳和一旋转的连接器毂盘连成一体。
越来越多的汽车都具有气囊应急系统。该气囊应急系统一般包括位于转向盘上面向驾驶员的一个气囊。该气囊必须与汽车本体上的一个或多个传感器持续地电连接。在事故的过程中，各传感器向气囊应急组件提供电信号以便使气囊立即膨胀。
因此，需要在安装在转向盘上的气囊组件的可旋转部分和处在气车本体中某一静止位置上的传感器之间进行电连接。在转向盘的旋转和静止部分之间的电连接方式是公知的。一种称为钟簧的线圈式的电导体的一端连接到静止的外壳上，另一端连接到旋转的毂盘。毂盘的旋转引起线圈式的电导体变紧和变松很像一个钟簧，不会危及电连接。
对于线圈式的电导体存在的危险在于，由于转向盘的过度旋转或过分使用它将会失效。因此，要使用复杂的方法确保钟簧连接器不会过分旋转并要将连接器安装在适当的起始位置上。这些都使测量费用大并且要向可能失效的钟簧器件添加辅助元件。
称为“钟簧”的汽车转向柱连接器在本技术领域中是公知的。各种汽车钟簧的实例公开在5081195和4722690号美国专利中。汽车钟簧连接器电气上将汽车本体上的静止传感器利用由导电带构成的螺旋形线圈与位于在转向盘中的汽车气囊连成一体。来自传感器的电信号经过导电带传到钟簧以便操纵转向柱中的气囊。
在本技术领域中还公知一种气囊连接器，其设有采用线圈式导电带或导线来实现电连接。例如，5009604号美国专利介绍了一种连接器组件，其采用圆形弹性导电接触元件来构成在连接器外壳和毂盘之间的电通道。
最后，4650266和4372633号美国专利公开了一种在卫星中使用的装置，其用于传输大电流。在这些专利中的每一个所公开的装置都包括若干水平卷绕的环，它们协同动作以便从旋转元件向静止元件传导电流。
本发明的一个目的是提供一种汽车钟簧连接器，其没有采用线圈式导电带将旋转的气囊和静止的传感器连成一体。
本发明的另一个目的是提供一种汽车钟簧连接器，其采用多接接触点方式将旋转的气囊组件与静止的传感器连成一体。
本发明的再一个目的是提供一种汽车钟簧连接器，其包含众多的接触点，将静止的传感器和旋转的气囊电气上连成一体。
在本发明的一个实施例中提供一种转向柱连接器。该转向柱连接器包含一个外壳和一个以可旋转方式和外壳连接的毂盘，以便构成一个具有中心孔的环状壳体。一个第一连接件与外壳相连接，而第二连接件与毂盘相连接。外壳包括至少一个与外壳内表面相联接的外壳环状凹槽。外壳环状凹槽包含与第一连接件相联接的导电环。毂盘包含至少一个毂盘环状凹槽，其位于毂盘的内表面上。毂盘环状凹槽与外壳环状凹槽是互补的(complementon)。毂盘内凹槽包含一个与第二连接件相联接的导电环。至少一个接触环将第一导电环和第二导电环电气上连成一体。
在另一个实施例中，本发明提供的转向柱连接器包含一个外壳和一个与该外壳以可旋转的方式相联接的毂盘，以便形成一个径向空间。连接器包括一个贯穿毂盘和外壳的孔，一个与毂盘相联接的第一连接件和与外壳相联接的第二连接件。若干毂盘环状凹槽与毂盘内表面相联接。每一毂盘环状凹槽包含一个第一导电环。若干外壳环状凹槽与外壳的内表面相联接。并且每个外壳环状凹槽都包括一个第二导电金属环。一个或多个圆形弹簧接触件电气上将互补地第一导电环和第二导电环连成一体。
在另外一个实施例中，本发明提供一种汽车气囊组件包含一个运动传动器、一个与转向盘相联接的气囊组件以及本发明的连接器用于在传感器和气囊组件之间建立电通道。
通过对优选实施例和附图的详细介绍，将会使所介绍的本发明的其它特点和优点显而易见。
在各附图中表示本发明的汽车转向柱转换器的目前所知的优选实施例，在其中，相同的数码对应相应的元件。
图1表示本发明的转向柱连接器的顶部视图。
图2表示本发明的转向柱连接器的侧剖视图。
图3表示本发明的转向柱连接器的侧向视图。
图4表示本发明的转向柱连接器的底部视图。
图5A、5B和6-9是用在本发明的转向柱连接器中的接触件的各种实施例。
本发明涉及一种转向柱连接器，其将位于汽车中的传感器和位于汽车转向盘中的转向柱连成一体。本发明的连接器可以包含若干电路，因此连接器还可以将一个或多个静止电气装置和位于在转向盘上的电开关、灯、指示器之类的元件连成一体。
本发明的转向柱连接器的优选实施例表示在图1-4。参照这些附图，所示的转向柱连接器包括一个与外壳10相联接的毂盘5，以便环绕孔12形成径向空间11。孔12贯通毂盘5和外壳10。如在常规的钟簧连接器一样，欲使外壳10维持静止而毂盘5与外壳10相联接，使得毂盘5相对静止的外壳10能旋转。
毂盘5和外壳10由电绝缘材料制成，例如为塑料。本发明的连接器的所有其它的非导电元件也都由电绝缘材料制成。优选的电绝缘材料是胶木，一种热固型硬塑料。
毂盘5包括第一连接件14。第一连接件14可以包括一个或多个连接端15，用于将该连接器与位于在转向盘中的电器件或电起动装置连接成一体。
本发明的汽车转向柱连接器能在汽车中的静止部位和旋转的转向盘之间提供若干电连接点。因此，第一连接件14可以包括若干连接端15，它们例如联接在转向盘上的喇叭、行驶控制、照明等器件、无线电收音机控制器、挡风玻璃雨刷控制器和/或灯光。与第一连接件14联接的连接端15的数量将由可能与本发明的汽车转向柱连接器相联接的回路的数量所限制。
本发明的汽车转向柱连接器包括与外壳10相联接的第二连接件16。第二连接件16包括一个或多个或多个连接端17，用于连接各种电器件、接地回路以及位于在汽车转向盘连接器中的供电电源。与第一连接件14一样，第二连接件16可以包括若干连接端17，用于将各种装置例如挡风玻璃雨刷、行驶控制器、汽车喇叭之类与位于在汽车本体上的相应的电气和机械元件相连。
如图2所示，毂盘5包括一个外表面22和内表面24。毂盘5的内表面24具有一个或多个毂盘环状凹槽20。外壳10也具有外表面21和内表面23。外壳10的内表面22具有一个或多个环状凹槽18。每个使用的外壳环状凹槽18都有一个互补的毂盘环状凹槽20。即一个使用的毂盘环状凹槽20都具有一个外壳环状凹槽18，其位置与连接器的轴线具有相同的距离，并且可与接触件30垂直相连。
一个或多个毂盘环状凹槽20必须包括第一导电环26。同样，一个或多个外壳环状凹槽18必须包括一个第二导电环28。至少一个第一导电环26必须与一个第二导电环28是互补的。每个第一导电环26与第一连接件14电连接，而每个第二导电环28与第二连接件16电连接。
第一导电环26和第二导电环28由导电材料制成。最好，导电环26、28由铜或铜合金制成。此外最好第一导电环26和第二导电环28是扁平的。然而，这不是必须的，导电环26、28可是扁平的，它们也可以是U形的，它们包含若干凸缘，或者它们可以取任何结构或形状，只要其可用于在第一导电环26和对应的第二导电环28之间维持恒定的和可靠的电通道。导电环26和28还可以这样构成，以便当接触件30放在第一和第二导电环26和28之间时，使作用在接触件30上的应力减轻。
第一导电环26和第二导电环28一般可呈圆形，其尺寸分别适合于外壳环状凹槽18和毂盘环状凹槽20。另外，可以在第一导电环26和第二导电环28已经分别与内表面23和24联接之后，将外壳环状凹槽18或毂盘环状凹槽20与毂盘5和外壳10相联接。
一个或多个第一导电环和/或一个或多个第二导电环可以不是整体导电的。实现这一点可以通过将导电环的一部分改用非导电材料来制备或者采用另外方式，将导电环的一部分用非导电材料来涂覆。这种半导电环在希望使转向盘的旋转断续地形成或中止电连接的场合是很有用的。
当连接器包括若干第一导电环26和第二导电环28时，那么将它们配置在孔12附近起始的径向分布图形结构中，其从孔12朝着转向柱连接器的外壁25成幅射状。在某些实例中，希望将邻近或非邻近的各第一导电环26或各第二导电环28形成电连接。通过在两个相邻的或非相邻的导电环26和28之间提供一个导电桥27可以实现这一点。
在本发明中利用一个或多个接触件30可以构成经过连接器的电通道。接触件30可以是任何元件或元件的组合，只要它们能够同时旋转并导通电流或信号。在图2、5A和5B中示有一种优选的圆形接触弹簧31。优选的接触件30是一个由导电材料构成平单个元件的圆形弹簧，所具有的第一端32和第二端33彼此重叠而不连接。图5A和5B所示的圆形弹簧接触件31是可轻微压缩的，使它可以轻微压缩置于在第一导电环26和毂盘环状凹槽20以及位于外壳环状凹槽18中的第二导电环28这间。圆形弹簧接触件31的可压缩性作用是减轻作用在接触环上的压应力。
接触件30可以取其它的形状和结构。例如，接触件30可以是连续的金属环。连续的金属环已经成功地用于本发明的连接器。然而，某些连续的金属环易于产生应力失效，这是由于环的材料组成以及应力等因素，例如环的尺寸和/或其上的负载等等。因此，由一种弹性的导电材料制成的连续金属环接触件是优选的。然而，用于构成连续的金属接触环的材料的成本可能使采用这种连续的金属接触环费用过高。
用于本发明的接触件30的其它实例表示在图6A、6B、7和8。图6A和6B表示横向的弹簧接触件34。横向的弹簧接触件34由两圈或多圈的金属弹簧构成，其位于在外壳环状凹槽18和毂盘环状凹槽20之间，使得它的旋转轴线与内表面23和内表面24相平行。横向的弹簧接触件34是可压缩的，因此，使接触件30具有较好的应变减轻特性。
图7是球/弹簧接触件35。该球/弹簧接触件35不同于所述的其它接触件，因为它是静止的。所示的球弹簧接触件35的弹簧36接触第一或第二导电环26或28。然后球37接触对侧的导电环。球37最好位于弹簧36内侧。最好弹簧36内侧带锥度，以便套放球37。弹簧36和球37都是由导电材料制成。弹簧36将球37推向导电环26或28，并提供较好的应变减轻特性。
图8表示一个球接触件38。球接触件38是一个导电球，它同时与第一和第二导电环26和28相接触。在这一实施例中，像其它实施例一样，通过使导电环26和28呈V形或螺旋形，可使它们应变减轻。
图9表示线圈式弹簧环39。线图式弹簧环39用作在第一和第二导电环26和28之间的一个电导体。为此线圈式弹簧呈图9中所示的圆形弹簧。弹簧39在连接器的导电环26和28之间被压缩。
上述的接触件绝不是意味着仅是用在本发明的连接器中所使用的那些。如上所述，只要是能够在第一导电环26和第二导电环28之间提供连续的电通道的任何接触件都可采用。
一个或多个接触件30可以和导电环26和28中的每一个相联。接触件30所必须的仅是形成所要求的回路。因此，可能有这样的情况，第一导电环26并不是利用接触件30与互补的第二导电环28相联接。这种情况是可能出现的，例如，汽车并不具备打算利用特定的导电通道来操作的特性。因此，本发明的钟簧连接器本质上就是通用的，原因在于，包含转向柱连接器的回路的最大数量是由利用接触件30联接的导电环的数量表示的。
如上所述，接触件30至少部分地是由导电材料制成的。最好接触件30是由铜或铜合金制成的。此外最好接触件30具有类似弹簧的特性，使得接触件30可轻微压缩。接触件30的这一特征当将毂盘5与外壳10相联接时是很重要的。在第一导电环26和第二导电环28之间轻微压缩接触件30保证了总是将接触件30推向导电环26、28，借此促使在毂盘5和外壳10之间形成连续的有效的电连接。因而，压缩接触件30使得它们免于滑出外壳环状凹槽18和毂盘环状凹槽20。
可以将一个或几个接触环与可使用的导电环26和28中的每一个相联接。最好将至少两个接触件30和导电环26和28中的每一个相联接。就是说，假如一个接触件30被氧化或失去它的电的有效性，然而第二个接触件30可以维持经过转向柱连接器的电通道。
应当理解，对本领域技术人员来说，很明显可以对本文迄今所介绍的各优选实施例进行各种变化和改进。在不脱离本发明的构思和保护范围和不削弱它具有的各种优点的情况下，可以做出这些变化和改进。因此利用附加的权利要求来覆盖这些变化和改进。