Brevet FR2984818A1 — publié le 20130628

Module de commutation de colonne de direction La présente invention concerne un module de commutation de colonne de direction de véhicule automobile, permettant le raccord électrique entre une partie stator 5 fixe et une partie rotor mobile en rotation du module de commutation de colonne de direction de véhicule automobile. La multiplication des organes du véhicule assurant de plus en plus de fonctions passe en partie par la disposition de commutateurs sur le volant. Ces commutateurs sur 10 le volant présentent un avantage en termes d'ergonomie et de sécurité, puisqu'ils sont disposés près des mains de l'utilisateur lorsque celui-ci conduit, et peuvent être actionnés sans que le conducteur ne quitte la route des yeux. Une colonne de direction de véhicule automobile comporte une partie fixe faisant partie d'un stator, et une partie mobile faisant partie d'un rotor, qui est entraîné 15 par la rotation du volant. Un volant usuel pouvant être tourné de deux tours et demi dans les deux directions, le maintien d'un contact électrique à pistes multiples, par exemple pour des commutateurs placés sur le volant, entre les parties fixe et mobile est donc difficile. Pour réaliser les commutateurs sur volant, il est connu d'utiliser des connecteurs 20 tournants comportant par exemple des bandes de contact ou rubans souples, pour transmettre le courant entre le circuit électrique principal du véhicule, situé d'un côté du stator, et les composants implémentés dans le rotor, en particulier dans le volant. Ces connecteurs tournants comportent un ruban souple sur lequel sont disposées des pistes électriques, réalisées par exemple au moyen de fils de cuivre enrobés dans un 25 plastique souple ou du caoutchouc. Lesdits rubans souples sont au moins partiellement enroulés dans une cassette, comportant un couvercle et un fond, l'un solidaire du stator, l'autre solidaire du rotor. La rotation du couvercle entraîné par le rotor enroule ou déroule le ruban souple de la cassette, éventuellement avec des moyens d'enroulement. -2- En particulier, il est connu de réaliser des modules qui comportent un système de guides en rotation satellites, qui transfèrent lors d'une rotation du volant l'enroulement du ruban souple d'un enrouleur planétaire central à un enrouleur planétaire extérieur ou réciproquement. Un tel connecteur tournant est décrit par exemple dans les brevets W02010066963 et US 7311536 au nom de la Demanderesse. Ces cassettes à enrouleurs planétaires permettent un meilleur enroulement-déroulement du ruban souple, en particulier dans le cas d'un ruban souple à pistes multiples. Ces rubans à pistes multiples possèdent une multitude de pistes métalliques pour transmettre autant de contacts électriques supplémentaires. La multiplication des pistes entraîne une augmentation de l'épaisseur du ruban. En particulier, s'il est possible et connu d'intégrer des rubans souples fins sans moyens d'enroulements directement dans un logement d'un corps central du module, cela devient impossible dans le cas des rubans plus larges et/ou avec des aides à l'enroulement de type planétaire comme précédemment mentionnés. Afin de pallier au moins partiellement les défauts précédemment cités, l'invention a pour objet un module de commutation de haut de colonne de direction de véhicule automobile, comportant un corps central destiné à entourer la colonne de direction du véhicule et formant support, caractérisé en ce que le corps central comporte un logement central en creux autour de la colonne de direction, et en ce que le module de commutation de haut de colonne de direction comporte en outre un sous-module de connecteur tournant intégré dans un boîtier, destiné à transmettre un signal électrique entre des organes entraînés en rotation avec le volant du véhicule et des organes fixes par rapport au volant, et en ce que le sous-module de connecteur tournant est au moins partiellement escamoté dans le logement central du module de commutation de haut de colonne de direction. Un tel module de commutation de haut de colonne de direction présente à la fois l'avantage de la structure modulaire qu'apporte la cassette qui forme un tout manipulable séparément, et l'avantage de la compacité qu'offre l'intégration dudit sous-module dans le logement central. -3- Le module de commutation peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. Le sous-module de connecteur tournant est escamoté à plus de cinquante pour cent dans le logement central. Le boîtier fixe en rotation du sous-module de connecteur tournant est escamoté dans le logement central, et le sous-module de connecteur tournant comprend une partie entraînée en rotation dépassant du logement central. Le sous-module de connecteur tournant est entièrement escamoté dans le logement central. Il comporte en outre une came de retour de clignotant sur la partie entraînée en rotation du sous-module de connecteur tournant, et le corps central comporte en outre un sillon circulaire en forme de renfoncement annulaire, de diamètre supérieur au logement central, concentrique au logement central et d'une profondeur égale à la hauteur de la partie entraînée en rotation dans lequel est logé une came de retour de clignotant solidaire de la partie entraînée en rotation. Le sous-module de connecteur tournant comporte au moins un ruban souple enroulé et déroulé lors des mouvements de rotation du volant, et des moyens de guidage du au moins un ruban souple. Les moyens de guidage du au moins un ruban souple comprennent un moyeu 20 central entraîné en rotation par le volant et des chenilles, le moyeu central et les chenilles coopérant par des dentures associées. Le boîtier contenant le au moins un ruban souple est réalisé en matériau à faible coefficient de frottement avec le au moins un ruban souple. Le matériau à faible coefficient de frottement avec le au moins un ruban souple 25 est un plastique non chargé, et le corps central est réalisé en plastique chargé. Le corps central comporte au moins un logement de sous-modules latéral (33), et -4- le module de commutation comporte au moins un sous-module de commutation inséré dans un logement de sous-module latéral. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description 5 des figures suivantes, données à titre d'exemple non limitatif. la figure 1 est une vue en éclaté d'un sous-module de connecteur tournant selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de module commutation de haut de colonne de direction selon l'invention, 10 les figures 3 à 6 sont des vues en coupe schématiques de différents modes de réalisation de module commutation de haut de colonne de direction selon l'invention. Sur toutes les figures les mêmes références s'appliquent aux mêmes éléments. La rotation du volant permet de définir un axe privilégié, et donc des directions 15 axiales et radiales pour les divers éléments. La figure 1 montre de façon schématique un connecteur tournant 1 de module de commutation 3 de colonne de direction de véhicule automobile. Sur la figure 1, on peut voir que le connecteur tournant 1 comporte au moins un ruban souple 5, en l'occurrence deux, trois voire quatre ou plus selon les applications. Un ruban souple 5 est 20 généralement réalisé sous forme d'une pluralité de lignes de conducteurs métalliques (cuivre) parallèles, enrobées de plastique souple ou de caoutchouc. Ledit au moins un ruban 5 est destiné à être placé dans une cassette autour de la colonne de direction. La cassette comporte une partie fixe, fixe par rapport au stator, et une partie rotor, comportant des éléments entraînés en rotation avec le volant. La partie fixe 25 comporte dans ce mode de réalisation un fond de boîtier 13, formant logement pour accueillir le ruban souple 5. Le fond de boîtier 13 est, à l'état assemblé, fermé par un couvercle fixe 15, rattaché au fond de boîtier 13. En particulier, le fond de boîtier 13 et le couvercle fixe -5- 15 forment lorsqu'ils sont assemblés un boîtier relativement fermé dans lequel se trouvent les rubans souples 5. La cassette formée par le fond 13 et le couvercle fixe 15 présente une forme de palet ou rondelle, percé d'un trou central, par lequel passe la colonne de direction du 5 véhicule. Sur le couvercle fixe 15 est placé un couvercle tournant 17, qui est entraîné en rotation avec le volant du véhicule. Dans le cadre du mode de réalisation de l'invention à partir d'un connecteur tournant 1, le couvercle tournant 17 entraîne, à son tour un moyeu d'entraînement 19. Le 10 moyeu d'entraînement 19 se présente ici sous forme d'un tube, placé dans la cassette au niveau du perçage central de celle-ci. Le moyeu d'entraînement 19 entraîne à son tour des chenilles 21, par exemple via des dentures associées, sur les bords des chenilles 21, du moyeu d'entraînement 19 et de la périphérie extérieure de la cassette. Les chenilles 21 sont par exemple obtenues 15 au moyen d'anneaux souples de caoutchouc. Ces chenilles 21 autour desquelles sont repliés les rubans souples 5 forment un guide et un soutien pour lesdits rubans souples 5 lors des enroulements-déroulements de ceux-ci quand le volant est tourné. D'autres mécanismes d'enroulement-déroulement du ou des rubans souples peuvent être utilisés, comme par exemple un mécanisme où les rubans sont enroulés 20 lâchement autour de la colonne de direction, la rotation du volant desserrant ou resserrant l'enroulement selon le sens de rotation. Le fond de boîtier 13 et le couvercle fixe 15 font donc partie de la partie fixe, tandis que le couvercle tournant 17 fait partie de la partie rotor. Le couvercle fixe 15 comporte sur sa face axiale supérieure, opposée au fond du 25 logement dans lequel est destiné à être placé le connecteur tournant 1, une surface plane, perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor. Cette surface plane porte des pistes de contact 23, imprimées ou surmoulées sur le couvercle fixe 15. Ces pistes de contact -6- 23 sont circulaires, formant des cercles concentriques centrés sur l'axe de rotation du rotor. Aux pistes de contact 23 correspondent des contacts frottants 25, portés par le couvercle tournant 17 sur sa face en vis-à-vis de la face du couvercle fixe 15 portant les 5 pistes 23. Ces contacts frottants 25 se présentent ici sous forme de lames métalliques souples, reliées par une extrémité au couvercle tournant 17, et dont l'autre extrémité est à une distance de l'axe de rotation équivalente au rayon du cercle d'une piste de contact 23 et frotte contre les pistes de contact 23. Pour obtenir le frottement, les contacts frottants 25 sont comprimés contre les pistes de contact 23, de sorte que l'élasticité des 10 lames métalliques plaque l'extrémité frottante contre la piste 23 qui lui est associée. Du fait de la disposition en cercle autour de l'axe de rotation du rotor des pistes de contact 23, les contacts frottants 25 sont en contact avec les pistes 23 quelle que soit la position angulaire du rotor, et donc le contact est assuré lors de la rotation du rotor. Les câbles courant fort 27 en sortie sont reliés à des organes disposés sur le 15 volant, par exemple l'avertisseur, ou tout autre dispositif requérant une alimentation conséquente, comme un chauffage du volant. Sur la surface latérale du couvercle tournant 17 se trouve la came de retour de clignotant 31. Cette came de retour de clignotant 31 se présente ici sous la forme d'une excroissance radiale de la surface latérale du couvercle tournant 17. Ladite excroissance 20 est amenée à coopérer avec un doigt non représenté pour ramener en position neutre (éteinte) les clignotants lors du mouvement de retour du volant suite à un virage dans le sens du clignotement. Le connecteur tournant 1 ainsi obtenu forme un sous-module compact et aisément manipulable. 25 La figure 2 montre en coupe schématique un connecteur tournant 1 tel que représenté en figure 1 monté dans un module de commutation 3 de colonne de direction de véhicule automobile. -7- Sur ladite figure 2, le module de commutation 3 est divisé en plusieurs sous-modules rattachés à un corps central 29, qui à l'état monté entoure la colonne de direction C. Le corps central 29 comporte notamment plusieurs logements de sous-modules, 5 dont une partie se présente sous forme de logements de sous-modules latéraux 33, dans lesquels sont insérés des sous-modules de commutation 35. Ces sous-modules de commutation 35 comprennent en particulier un commutateur 37 destiné à être manipulé par l'utilisateur et contrôlant en fonction de son état de commutation un organe du véhicule. Le commutateur 37 représenté est ici une manette, partant radialement du 10 sous-module 35 vers l'extérieur et articulée à celui-ci. Ces manettes 37 sont du type de celles qui servent par exemple usuellement à contrôler les clignotants ou les essuie-glace et feux du véhicule, et peuvent comporter en outre des boutons ou commutateurs en rotation à leur extrémité libre. Le corps central 29 comporte aussi un logement central 39 autour du perçage par 15 lequel passe la colonne de direction C, débouchant en direction du volant (vers le haut). Ce logement central 39 est de forme correspondante à celle du connecteur tournant 1, en particulier à la forme extérieure du boîtier 13. La profondeur p du logement central 39 est en particulier ajustée sur la hauteur h du connecteur tournant 1. En particulier la hauteur h du commutateur tournant vaut ici une fois et demi la profondeur p du 20 logement central 39. De significatives économies de volume sont faites à partir du moment ou la hauteur h vaut moins du double de la profondeur p, de sorte qu'au moins cinquante pour cent du connecteur 1 tournant est escamoté dans le logement central 39. En figure 2, le connecteur tournant est montré en dehors du logement central 39 25 afin de permettre la visualisation du logement central 39. Cette structure modulaire, avec d'une part le corps central 29 et d'autre part le connecteur tournant permet d'adapter sur un même corps central 29 différents -8- connecteurs tournants 1 de manière interchangeable, sans autre adaptation. En outre, le corps central 29 et la cassette formée par le fond de boîtier 13 et le couvercle fixe 15 peuvent être réalisés à partir de matériaux différents. Il est alors possible de réaliser le corps central 29 en un plastique choisi pour sa résistance et/ou son coût moindre, tel qu'un plastique chargé, tandis que le boîtier est réalisé dans un matériau choisi pour des propriétés de moindre frottement avec l'enrobage des rubans 5, par exemple un plastique non chargé. Les figures 3 à 6 montrent en coupe des variantes de module de commutation 3 de haut de colonne de direction selon l'invention. Le module de commutation 3 en figure 3 est celui de la figure 2, à l'état assemblé. En particulier, on distingue en figure 3 la portion dépassante du connecteur tournant 1, correspondant au tiers supérieur de la cassette, avec une partie du boîtier 13, du couvercle fixe 15 et comportant en particulier la partie mobile en rotation, ici le couvercle rotatif 17. En figure 4, le connecteur tournant 1 est escamoté en plus grande partie dans le logement central. En particulier, dans le mode de réalisation de la figure 4 la profondeur p du logement central est choisie de sorte à correspondre à la hauteur de la partie fixe du connecteur tournant 1, correspondant au fond de boîtier 13 et au couvercle fixe 15. De la sorte la partie fixe 13, 15 du connecteur tournant est intégrée dans le corps central 29 tandis que la partie mobile en rotation 17 dépasse pour interagir avec le volant. On peut notablement observer en figure 4 que la came de retour de clignotant 31 est émergente car rattachée au couvercle rotatif 17, et donc en conséquence accessible. En figure 5 la hauteur h du connecteur tournant 1 et la profondeur p du logement central 39 sont égales. De la sorte, le connecteur tournant 1 est entièrement escamoté 25 dans le corps central 29. Le diamètre du boîtier formé par le fond de boîtier 13 et le couvercle fixe 15 est supérieur au diamètre du couvercle tournant 17, de sorte qu'un sillon circulaire 41 -9- entoure le couvercle tournant 17. Ce sillon circulaire 41 accueille la came de retour de clignotant 31 lors de son mouvement en rotation avec le volant ainsi que le doigt (non représenté) avec lequel la came 31 coopère. Le module de commutation 1 représenté en figure 6 diffère de celui de la figure 5 en ce que le boîtier 13, 15 de la cassette du connecteur tournant 1 et le couvercle tournant ont le même diamètre. Le sillon circulaire 41 est creusé dans le corps central, sous forme de renfoncement annulaire de diamètre supérieur, concentrique au logement central 39 sur une portion de la profondeur p dudit logement central 39, d'une profondeur égale à la hauteur du couvercle tournant 17. L'invention permet donc d'adapter de manière compacte une pluralité de connecteurs tournants 1 différents sur un même corps central 29 du fait de la structure modulaire de l'ensemble. Cette structure modulaire permet une interchangeabilité accrue des connecteurs tournants 1. L'invention permet en particulier d'implémenter dans un volume réduit les 15 connecteurs tournants 1 pourvus d'aide à l'enroulement (chenilles 21, moyeu d'enroulement 19) et à grand nombre de lignes parallèles dans un volume réduit. REVENDICATIONS1. Module de commutation (3) de haut de colonne de direction de véhicule automobile, comportant un corps central (29) destiné à entourer la colonne de direction (C) du véhicule et formant support, caractérisé en ce que le corps central (29) comporte un logement central (39) en creux autour de la colonne de direction (C), et en ce que le module de commutation (3) de haut de colonne de direction comporte en outre un sous-module de connecteur tournant (1) intégré dans un boîtier (13, 15), destiné à transmettre un signal électrique entre des organes entraînés en rotation avec le volant du véhicule et des organes fixes par rapport au volant, et en ce que le sous-module de connecteur tournant (1) est au moins partiellement escamoté dans le logement central (39) du module de commutation (3) de haut de colonne de direction. 2. Module de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sous- module de connecteur tournant (1) est escamoté à plus de cinquante pour cent dans le logement central (39). 3. Module de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (13, 15) fixe en rotation du sous-module de connecteur tournant (1) est escamotée dans le logement central (39), et en ce que le sous-module de connecteur tournant (1) comprend une partie entraînée en rotation (17) dépassant du logement central (39). 4. Module de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sous-module de connecteur tournant (1) est entièrement escamoté dans le logement central (39). 5. Module de commutation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une came de retour de clignotant (31) sur la partie entraînée en rotation (17) du sous-module de connecteur tournant (1), et en ce que le corpscentral (29) comporte en outre un sillon circulaire (41) en forme de renfoncement annulaire, de diamètre supérieur au logement central (39), concentrique au logement central (39) et d'une profondeur égale à la hauteur de la partie entraînée en rotation (17) dans lequel est logée la came de retour de clignotant (31) solidaire de la partie entraînée en rotation (17). 6. Module de commutation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sous-module de connecteur tournant (1) comporte au moins un ruban souple destiné à être enroulé et déroulé lors des mouvements de rotation du volant, et des moyens de guidage (19, 21) du au moins un ruban souple (5). 7. Module de commutation selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de guidage du au moins un ruban souple (5) comprennent un moyeu central (19) entraîné en rotation par le volant et des chenilles (21), le moyeu central (19) et les chenilles (21) coopérant par des dentures associées. 8. Module de commutation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le boîtier (13,15) contenant le au moins un ruban souple est réalisé en matériau à faible coefficient de frottement avec le au moins un ruban souple (5). 9. Module de commutation selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau à faible coefficient de frottement avec le au moins un ruban souple (5) est un plastique non chargé, et en ce que le corps central est réalisé en plastique chargé. 10. Module de commutation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps central (29) comporte au moins un logement de sous-modules latéral (33), et en ce que le module de commutation (3) comporte au moins un sous-module de commutation (35) comportant au moins un commutateur (37), inséré dans un logement de sous-module latéral (33).