Brevet FR2985101A1 — publié le 20130628

Contacteur tournant de module de commutation de colonne de direction La présente invention concerne un contacteur tournant pour un module de commutation de colonne de direction de véhicule automobile, permettant le raccord 5 électrique entre une partie stator 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 contacteurs 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 contacteurs tournants comportent un ruban souple sur lequel sont disposés 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 la bande de contact 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 de la bande de contact d'un enrouleur planétaire central à un enrouleur planétaire extérieur ou réciproquement. Un tel contacteur tournant est décrit par exemple dans les brevets W02010066963 et US 7311536 au nom de la Demanderesse. En parallèle à ces commutateurs sur le volant utilisant un courant faible (quelques micro ou milliampères) suffisant pour l'interprétation d'un état de commutation, des fonctions utilisant un courant de puissance plus élevé (plusieurs ampères) sont implémentées dans le volant. Ce peuvent par exemple être l'avertisseur, ou bien un dispositif de chauffage du volant. Le passage dudit courant fort requiert un contact supplémentaire, en parallèle au contact tournant obtenu grâce à la bande de contacts. En particulier, il est avantageux de séparer les lignes de courant faible des lignes de courant fort, du fait des courants pouvant être induits dans les lignes courant faible par les lignes courant fort. En effet, les lignes de courant faible servent à contrôler le déclenchement du sac gonflable de sécurité (« air bag »), or son déclenchement intempestif compromet gravement la sécurité du véhicule. Dans un souci de compacité, la cassette contenant la bande de contact enroulée peut être intégrée dans un corps portant aussi les commutateurs sous-volant. Dans ce cas, la liaison courant fort est difficile à intégrer dans le dispositif de commutation de colonne de direction. En particulier, des problèmes surviennent à l'implémentation du fait de la présence d'un mécanisme de rappel des clignotants du véhicule, qui nécessite une prise de force radiale. Cette prise de force se fait généralement au moyen d'une came, disposée sur la partie rotative de la cassette, et gêne à l'installation des lignes de courant fort. Une alternative connue dans le cas de l'avertisseur sonore est l'utilisation d'adaptateurs courant faible courant fort, de manière à n'avoir que des lignes courant faible dans le contacteur tournant. Toutefois, ces adaptateurs sont coûteux et représentent un composant en plus susceptible de faire défaut. De plus, cette option ne permet pas l'implémentation d'un chauffage de volant ou de tout autre dispositif de -3- puissance localisé dans le volant même. Afin de pallier au moins partiellement les défauts précédemment cités, l'invention a pour objet un contacteur tournant de module de commutation pour haut de colonne de direction de véhicule automobile, comprenant un ruban souple, au moins partiellement contenu dans une cassette, destinée à être intégrée dans un logement d'un corps du module de commutation, caractérisé en ce que la cassette comporte un couvercle fixe formant une paroi de la cassette du côté opposé au fond du logement et un couvercle tournant entraîné en rotation par le rotor et disposé sur le couvercle fixe, et : - au moins une paire de pistes de connexion courant fort, de forme circulaire, au moins une paire de contacts frottants associés à la au moins une paire de pistes de connexion courant fort, et destinés à coopérer avec lesdites pistes de connexion, respectivement portées par la surface extérieure du couvercle fixe, et la surface du couvercle tournant ou vice-versa Un tel contacteur tournant permet de séparer les lignes de courant faible et fort, tout en rendant possible et plus aisée l'implémentation de fonctions à courant fort dans le volant. Cet agencement est avantageux lorsque l'on désire placer à l'intérieur d'un module de commutation une cassette dont le fond est fixe, c'est-à-dire qui ne tourne pas. Le fait de placer les pistes et frotteurs au niveau des couvercles fixe et tournant permet ainsi l'implémentation de courants forts et faibles au niveau du contacteur. Le contacteur tournant peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. Les pistes de connexion sont des pistes imprimées ou surmoulées. Les contacts frottants comportent une lame métallique souple comprimée contre la piste de connexion à l'état assemblé. -4- Les contacts frottants comportent un ressort hélicoïdal métallique et un contact extrémal. Le couvercle tournant comporte une came de retour de clignotant sur la surface du couvercle tournant opposée à celle portant la au moins une piste de contact et/ou le 5 au moins un contact frottant. Le couvercle fixe porte la au moins une paire de pistes de contact et en ce que le couvercle tournant porte les contacts frottants correspondant. Les couvercles fixes et tournant sont en vis-à-vis au niveau des pistes de connexion et des contacts frottants. 10 Les couvercles fixes et tournant sont décalés au niveau des pistes de connexion et des contacts frottants et les contacts frottant présentent un décrochement radial pour atteindre les pistes de connexion L'invention a aussi pour objet un module de commutation de haut de colonne de direction de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un contacteur 15 tournant tel que défini ci-dessus. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description des figures suivantes, données à titre d'exemple non limitatif. la figure 1 est une vue en éclaté d'un contacteur tournant selon l'invention, 20 la figure 2 est une vue partielle du contacteur tournant de la figure 1 à l'état assemblé, la figure 3 est une vue partielle d'un module de commutation selon l'invention, centrée sur le contacteur tournant de la figure 1. Sur toutes les figures les mêmes références s'appliquent aux mêmes éléments. 25 La rotation du volant permet de définir un axe privilégié, et donc des directions axiales et radiales pour les divers éléments. -5- Les figures 1 à 3 montrent de façon schématique un contacteur tournant 1 et le module de commutation 3 de colonne de direction de véhicule automobile associé. Sur la figure 1, on peut voir que le contacteur tournant 1 comporte au moins un ruban souple 5, en l'occurrence deux ou trois. Un ruban souple 5 est 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 9, fixe par rapport au stator, et une partie rotor, comportant des éléments entraînés en rotation avec le volant. La partie fixe 10 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 15 forment lorsqu'ils sont assemblés un boîtier relativement fermé dans lequel se 15 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 véhicule. Sur le couvercle fixe 15 est placé un couvercle tournant 17, qui est entraîné en 20 rotation avec le volant du véhicule. Dans le cadre du mode de réalisation de l'invention à partir d'un contacteur tournant 1 de type ressort d'horlogerie, le couvercle tournant 17 entraîne, à son tour un moyeu d'entraînement 19. Le moyeu d'entraînement 19 se présente ici sous forme d'un tube, placé dans la cassette au niveau du perçage central de celle-ci. 25 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 -6- 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 5 peuvent être utilisés, comme par exemple un mécanisme où les rubans sont enroulés 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 9, tandis que le couvercle tournant 17 fait partie de la partie rotor. 10 Le couvercle fixe 15 comporte sur sa face axiale supérieure, opposée au fond du logement dans lequel est destiné à être placé le contacteur 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 23 sont circulaires, formant des cercles concentriques centrés sur l'axe de rotation du rotor. 15 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 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 20 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 lames métalliques plaque l'extrémité frottante contre la piste 23 qui lui est associée. Selon une variante, les couvercles fixes et tournant ne sont pas en vis-à-vis au niveau des pistes et frotteurs qu'ils portent mais sont décalés. A titre d'exemple non limitatif, le 25 couvercle tournant évolue à l'intérieur d'un évidement réalisé dans le couvercle fixe. Dans ce cas, les frotteurs portés par le couvercle tournant présentent un décrochement radial leur permettant d'atteindre les pistes fixes montées sur le couvercle fixe. Le cas où les frotteurs sont portés par le couvercle fixe est aussi envisageable. -7- 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. D'autres modes de réalisation des contacts frottants 25 sont possibles, comme 5 par exemple au moyen d'un ressort hélicoïdal métallique, au bout duquel se trouve un contact extrémal. Le ressort est par exemple ensuite comprimé axialement, ce qui maintient le contact extrémal contre la piste 23. Dans le mode de réalisation représenté, les contacts 25 frottants sont reliés à des câbles courant fort 27, du côté du rotor, et les pistes de contact 23 sont reliées à un 10 contacteur courant fort 29 côté stator. Ce contacteur courant fort 29 se présente ici sous forme de fiche de connexion, qui est insérée dans une prise correspondante lors de la mise en place du contacteur tournant 1 dans le module de commutation 3. La fiche de connexion du contacteur courant fort 29 est disposée sur un bras radial partant du couvercle fixe, et orientée axialement afin d'être insérée naturellement 15 dans sa prise lors de l'assemblage. Les câbles courant fort 27 sont reliés à des organes disposés sur le volant, par exemple l'avertisseur, ou tout autre dispositif requérant une alimentation conséquente, comme un chauffage du volant. Un montage inverse, dans lequel les contacts frottants 25 sont disposés sur le 20 couvercle fixe 15, tandis que les pistes de contact 23 sont disposées sur le couvercle tournant 17 est également possible. De même, si le dispositif comporte une pluralité de pistes 23 avec leurs contacteurs 25 associés, une combinaison des deux dispositions est possible. Sur la surface latérale du couvercle tournant 17 se trouve la came de retour de 25 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 est amenée à coopérer avec un doigt non représenté pour ramener en position neutre -8- (éteinte) les clignotants lors du mouvement de retour du volant suite à un virage dans le sens du clignotement. La figure 2 montre le contacteur tournant 1 à l'état assemblé, sans le couvercle tournant 17 pour permettre de voir les pistes électriques 23 et les contacts frottants 25.. La figure 3 montre le contacteur tournant 1 de la figure 1 monté dans un module de commutation 3 de colonne de direction de véhicule automobile. Le module de commutation 3 comporte en plus du contacteur tournant 1 un corps 33 et des commutateurs 35, ici des commutateurs sous-volant, comme ceux qui commandent usuellement des fonctions telles que les clignotants, phares et essuie-glace 10 du véhicule. On peut voir en figure 3 que la cassette est insérée dans un logement 37 de forme correspondante du corps 33, pratiqué en position centrale, et autour duquel sont disposés les commutateurs 35. Les commutateurs 35 se présentent ici sous forme de blocs vissés au corps 33, qui joue un rôle d'embase. 15 Les trous centraux de la cassette, du couvercle tournant 17 et du moyeu d'entraînement 19 sont concentriques, et ouvrent donc un trou circulaire par lequel passe la colonne de direction. On peut aussi voir en figure 2 que la fiche de connexion du contacteur courant fort 29 est insérée dans une fente radiale lui correspondant. 20 L'invention permet de séparer les circuits courant fort et courants faibles. De la sorte, la probabilité que les courants forts induisent un courant dans les circuits courant faible s'en trouve réduite. De plus, les contacts frottants 25 et les pistes de contact 23 peuvent être dimensionnés pour présenter une forte conductance, plus adaptée aux courants forts, puisqu'aucune contrainte de souplesse ne limite leur épaisseur, 25 contrairement aux fils dans les rubans souples. L'invention permet en outre de s'affranchir des convertisseurs courant -9- fort/courant faible, comme couramment utilisés dans le cas de l'avertisseur, qui sont des dispositifs relativement coûteux. Enfin, l'invention permet d'implémenter dans un montage compact la came de retour de clignotant sans que celle-ci n'empêche le bon fonctionnement du contacteur. En outre, l'invention simplifie la réalisation du corps 33, qui, n'ayant plus de connectique courant fort à porter, n'est alors plus qu'un support pour les différents modules de commutateurs 35 et le contacteur tournant 1. De plus la structure modulaire du contacteur tournant 1 portant alors toute la connectique permet une interchangeabilité accrue. REVENDICATIONS1. Contacteur tournant de module de commutation (3) pour haut de colonne de direction de véhicule automobile, comprenant un ruban souple (5), au moins partiellement contenu dans une cassette, destinée à être intégrée dans un logement (37) d'un corps (33) du module de commutation (3), caractérisé en ce que la cassette comporte un couvercle fixe (15) formant une paroi de la cassette du côté opposé au fond du logement (37) et un couvercle tournant (17) entraîné en rotation par le rotor, disposé sur le couvercle fixe (15), et : - au moins une paire de pistes de connexion (23) courant fort, de forme circulaire, au moins une paire de contacts frottants (25) associés à la au moins une paire de pistes de connexion (23) courant fort, destinés à coopérer avec lesdites pistes de connexion (23) respectivement portées par la surface extérieure du couvercle fixe (15), et la surface du couvercle tournant (17) ou vice-versa. 2. Contacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pistes de connexion (23) sont des pistes imprimées ou surmoulées. 3. Contacteur tournant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les contacts frottants (25) comportent une lame métallique souple comprimée contre une piste de connexion (23) à l'état assemblé. 4. Contacteur tournant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les contacts frottants (25) comportent un ressort hélicoïdal métallique et un contact extrémal. 5. Contacteur tournant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couvercle tournant (17) comporte une came de retour de clignotant (31)sur la surface latérale du couvercle tournant (17). 6. Contacteur tournant selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le couvercle fixe (15) porte la au moins une paire de pistes de contact (23) et en ce que le couvercle tournant (17) porte la au moins une paire de contacts frottants (25) correspondant. 7. Contacteur tournant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couvercles fixe (15) et tournant (17) sont en vis-à-vis au niveau des pistes de connexion (23) et des contacts frottants (25). 8. Contacteur tournant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les couvercles fixes (15) et tournant (17) sont décalés au niveau des pistes de connexion (23) et des contacts frottants (25) et en ce que les contacts frottant présentent un décrochement radial pour atteindre les pistes de connexion (23). 9. Module de commutation de haut de colonne de direction de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un contacteur tournant (1), comprenant un ruban souple (5), au moins partiellement contenu dans une cassette, intégrée dans un logement (37) d'un corps (33) du module de commutation (3), où la cassette comporte un couvercle fixe (15) formant une paroi de la cassette (5) du côté opposé au fond du logement et un couvercle tournant (17) entraîné en rotation par le rotor et disposé sur le couvercle fixe (15), et : au moins une paire de pistes de connexion (23) courant fort, de forme circulaire, - au moins une paire de contacts frottants (25) associés à la au moins une paire de pistes de connexion (23) courant fort, destinés à coopérer avec lesdites pistes de connexion (23) respectivement portées par la surface extérieure du couvercle fixe (15), et la surface du couvercle tournant (17) ou vice-versa.