JP4272378B2 - 自動車の電気的機能グループを作動するためのスイッチング装置を有する自動車のステアリングホイール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、請求項１のプレアンブルに従い、自動車の電気的機能グループを作動するためのスイッチング装置を有する自動車ステアリングホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の電気的機能グループ、特に警笛を作動する場合、一または複数のスイッチング装置を使用することが多い。このスイッチング装置は、ステアリングホイールの中央に作用する力によって作動し、二つの電気的接続要素（例えば銀で形成された接続要素として構成される）を有するとともに、互いに相対移動可能とされ、対応する電気的機能グループを作動するべく相互に接続可能とされる。
【０００３】
この種のスイッチング装置では、接続要素が汚れ、あるいは酸化層に覆われ、スイッチング装置の性能に悪影響を及ぼす。特に、警笛を作動するに際し、スイッチング装置によって、リレーが作動し、あるいは制御信号が電気的装置に送られる場合に問題となり易い。これらの場合、電圧値が５Ｖから１２Ｖであって２０ｍＡ程度の微弱電流がスイッチング装置の二つの接続要素間を流れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
接続装置の汚れや酸化は、このような構造に特に悪影響を及ぼす。
【０００５】
本発明は、上述のごとき自動車の電気的機能グループを作動するべく信頼性が増大したスイッチング装置を有する自動車用のステアリングホイールを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の発明の特徴を有するステアリングホイールによって達成される。
【０００７】
スイッチング装置の接続要素の少なくとも一つは、電気的接続のために、すなわちスイッチング装置を閉じるために作用する力によって二つの接続要素が互いに接続した後で、他の接続要素に沿ってスライドするように弾性的に取付けられる。
【０００８】
一の接続要素の弾性的な取り付けにより、電気的接続がなされた後、二つの接続要素は、接続状態にある各接続面を介して互いに相対移動し、接続要素の汚れが清浄化され、あるいは酸化層から解放される。スイッチング装置が閉じている間、一の接続面が他の接続面上をスライドし、接続部のクリーニング作用が自動的に生じることとなる。
【０００９】
同時に、ステアリングホイールの作動部、例えばステアリングホイールの中央領域に力が作用する場合に、二つの接続要素は、互いに接続するまで、その一方が他方に向かって第１の方向に移動する。二つの接続要素が互いに接続した後においては、弾性的に取付けられた接続要素が第２の方向に沿ってたわみ、同時に他方の接続要素上をスライドする。第２の方向は、第１の方向と実質的に直交するよう構成するのが好ましい。この例では、二つの接続要素の接続面は、二つの接続要素が互いに移動する第１の方向と実質的に直交するように延在する。
【００１０】
スイッチング装置の二つの接続要素は、接続のため互いに相対移動可能とされたステアリングホイールの二つの搬送用のサブアセンブリに固定される。例えば二つの接続要素の一つは、ステアリングホイール骨格のサブアセンブリに固定され、他の接続要素は、ステアリングホイール骨格に関して移動可能とされたサブアセンブリに取付けられる。
【００１１】
ステアリングホイールに対して移動可能とされたサブアセンブリは、好ましくは接続キャリアを有するとともに、弾性要素によってステアリングホイール骨格に弾性的に接続される。
【００１２】
エアバッグモジュールが移動可能に取付けられるステアリングホイールの中央領域に作用する力により、一の接続要素に設けられる接続キャリアは、他の接続要素に設けられ、ステアリングホイール骨格側に位置するサブアセンブリに向かって移動し、これにより二つの接続要素が互いに接続される。
【００１３】
弾性的に取付けられた接続要素は、弾性要素を介して対応する搬送用のサブアセンブリ、例えば接続キャリアに接続される。一方、弾性要素は、接続要素上に一体状に形成され、接続要素に固定される個別の弾性要素として構成される。
【００１４】
弾性要素は、接続要素の所定位置を確保し、他の接続要素から所定距離だけ確保されるように圧力が付与された与圧状態とするのが好ましい。
【００１５】
好ましい態様では、弾性要素は、二つの接続要素が互いに接続可能とされる移動方向に対して鋭角状に延びるリムを有するよう構成する。この角度は、弾性要素のリムと、接続要素の接続面の間の角度が少なくとも４５度となるように設定するのが好ましい。弾性要素のリムと対応する接続要素の間の角度の選択は、二つの接続要素が互いに接続した後で、弾性的に取付けられた接続要素が、所定の力によって他の接続要素に沿ってどの程度移動するかを規定する。
【００１６】
対応する接続要素は弾性要素のリムの一端に固定され、リムの他端は、例えば接続キャリアといった搬送用のサブアセンブリに固定される。同時に、リムは搬送用のサブアセンブリの支持要素に支持され、このサブアセンブリはリム上に一体に形成されるか、あるいは択一的に弾性要素のリムが支える傾斜面を形成するよう構成するのが好ましい。
【００１７】
二つの接続要素が互いに接続するまで相対移動し、次に一方の接続要素の接続面が他方の接続要素の接続面上をスライドする力の変換を容易とするべく、弾性要素のリムは、リムが回動可能となるように、点状の断面とされた支持点において接続要素から離間する端部に取付けられるよう構成するのが好ましい。
【００１８】
さらに、二つの接続要素が相対移動するのを規制し、当該接続要素相互に作用する力の最大値を規制するべくストッパを形成してもよい。この場合、移動方向における接続要素間の距離は、当該方向における二つのストッパ間の距離よりも小さい。この二つのストッパにより、二つの接続要素は、互いに接続し、当該二つのストッパによって更なる移動が規制されるまで互いに平行に移動することが許容されることになる。
【００１９】
接続キャリアは、導電材を有するとともに接合プラグに接続され、これによって接続キャリアが所定の電位とされるように構成するのが好ましい。この場合、接続キャリアは接合プラグと一体状に形成されることが可能である。接続キャリアはおよび接合プラグは、接続抵抗を最少とするため一体状に形成することが可能であり、例えば、すずめっきされたシート状鋼材あるいはシート状黄銅を有することが可能である。
【００２０】
接続要素の汚れをできるだけ初期の段階から防止するべく被覆部で接続要素を覆ってもよい。
【００２１】
非弾性的に取付けられる接続要素としては、面粗度の高い、例えば溝付き面（接続面）を有する接続リベットが好ましい。これより、一方の接続面が他方に添って移動する際に生じるクリーニング作用を向上することが可能となる。かくして、十分なクリーニング作用を得るべく、他方の接続要素に弾性的に取り付けられた接続要素の場合に生じていた接触圧を低減することが可能となる。従って一の接続要素の弾性的取付けに供される弾性要素（接続スプリング）のサイズを低減することが可能となる。
【００２２】
弾性的に取付けられた接続要素は、二つの接続要素が所定の力の作用によって互いに接続する際に生じる接触圧を特有の手法で増減するべく、補強リブおよび／またはレリーフ状のスロットまたは孔を有する接続プレートによって形成されるのが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明は、図面を参照して、また複数の実施の形態に基づいて、以下により詳しく説明されている。
【００２４】
図１および２には、三本のスポークを有するステアリングホイール１が示される。ステアリングホイール１の中央領域では、当該領域を覆うエアバッグモジュールが図示されないため、当該中央領域における機械的および電気的なサブアセンブリが示される。
【００２５】
ステアリングホイール１は、ステアリングホイールハブ８に取り付けられるとともにケーシング１０が設けられた回転可能なステアリングホイール骨格（ステアリングホイールフレーム）２を有する。ケーシング１０には、カラースクリュー（カラーねじ）３として構成された三つの固定手段を介して接続キャリア１１が固定される。同時に、各カラースクリュー３は、ヘリカルスプリング（螺旋状ネジ）３ａとして構成された弾性要素を有する。このヘリカルスプリング３ａを介して、接続キャリア１１が予め圧力を与えられた与圧状態にてステアリングホイール骨格２上に弾性的に支持される。
【００２６】
各カラースクリュー３に隣接してスイッチング装置４，１２が配置される。スイッチング装置４，１２は自動車の警笛作動に用いられる要素であり、図３ａから図３ｃまでを参照しつつ以下詳細に説明される。当該スイッチング装置４，１２が電気的に警笛に接続可能とされるように、ステアリングホイールに合致するべく互いに稼動とされた自動車の二つのサブアセンブリ間での電気信号の伝達に用いられる接続ユニット（特に図示しない）、およびステアリングホイールに関して固定されたサブアセンブリが通常は設けられる。かかる接続ユニットは、例えばＤＥ１９５０６８６５Ｃ１公報やＤＥ１９５２５９２８Ｃ２公報に記載されている。図１では、接続ユニットのための固定ネジ５のみが示される。
【００２７】
さらに、図１および図２では、接合プラグ７とともに電線６が示される。この電線６は、ステアリングホイール上の支持点９に公知の手法で弾性的に固定されるエアバッグ装置へと電流を供給するのに用いられる。このエアバッグ装置は、中央ステアリング領域（この領域はエアバッグモジュールのカバーキャップによって形成される）に圧力が加えられる際に、ステアリングホイールハブ８と平行に移動可能とされる。この結果、接続キャリア１１は、ステアリングホイールハブ８の符号Ｂ方向と平行に、ステアリングホイール骨格２に向かって（軸方向に）移動し、スイッチング装置４，１２の接続要素がクローズされ接続されることとなる。この点については図３ａから図３ｃを参照しつつ以下に詳細に説明される。
【００２８】
図３ａでは、図２におけるスイッチング装置４，１２の円Ａで区画された周辺領域が拡大状に示される。
【００２９】
スイッチング装置４，１２は二つの接続要素を有する。一方の接続要素４は、接続キャリア１１上に弾性的に取り付けられ、他方の接続要素１２は、接続リベットとして構成されるとともに、ステアリングホイール骨格２に固定される。弾性的に取り付けられた接続要素４は、接続キャリア１１に取り付けられた弾性要素に一体状に形成され、接続面４ｂを有し接続スプリング４０として構成された筒状の接続部４ａを有する。
【００３０】
接続要素４の弾性的取り付けのために用いられる接続スプリング４０は、接続キャリア１１上に置かれるとともに、接続キャリア１１の凹部１１ａを通じて中空筒状の延長部４２が突出するプレート状の端部４３を有する。中空筒状の延長部４２は、その自由端部に、接続面４ｂが設けられた接続部４ａを有する。接続スプリング４０のプレート状の端部４３は、おおむね４５度の角度で突出するスプリング状のリム４１を有する。スプリング状のリム４１は、接続キャリアに対して曲折されるとともに当該スプリング状のリム４１に対して傾斜面を形成するサポートタブ（ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｔａｂ）１７によって形成された支持要素上に置かれる。スプリングリム４１は、本実施の形態では、固定点４５において線状に（すなわち点状の断面をもって）固定される。
【００３１】
弾性的に取り付けられる接続要素４に関しては、接続キャリア１１における凹部１１ａが所定の幅（二つの接続要素４，１２が互いに当接可能とされる移動方向Ｂを横切る範囲）を有し、これによってスプリング要素４０の中空筒状の延長部４２および接続要素４が、移動方向Ｂを横切るように凹部１１ａに置かれることとなる。
【００３２】
接続リベットとして構成された第２の接続要素１２は、ステアリングホイール骨格２に直接固定され、対応凹部がステアリングホイール骨格２のケーシング１０に形成される。これにより、接続部１２ａとして用いられるとともに接続面１２ｂが形成される接続リベット１２のリベット頭部が、ケーシング１０の中空筒状部１８によって囲まれることとなる。
【００３３】
ケーシング１０の中空筒状部１８、および接続要素１１の凹部１１ａの縦縁１１ｂは、ステアリングホイール骨格２に対応して、スイッチング装置４，１２を接続するべく移動方向Ｂに沿う接続キャリア１１の移動を制限するように、互いに対向して配置される。これにより、スイッチング装置４，１２が閉じて接続されている間に、弾性的に取り付けられる接続要素４が、リベット接続によって接続要素１２に生じさせる当接応力を制限することとなる。移動方向Ｂに沿って見た場合に、二つのストッパである縦縁１１ｂと中空筒部１８間の距離「ａ」は、本実施の形態では、二つの接続面４ｂ、１２ｂ間の距離「ｄ」よりも大きくなるように選択される。これにより、二つの接続要素が当接した後だけ更に移動するのを阻止すべく、二つのストッパ１１ｂ、１８が互いに作動当接状態とされる。
【００３４】
この二つの接続面４ｂ、１２ｂ間の距離「ｄ」は、第１の接続要素４を受承するべく設けられるスプリング要素４０が、接続キャリア１１またはサポートタブ１７上において与圧状態で支持されるように正確かつ再現可能に固定される。
【００３５】
上記のように、接続キャリア１１は、導電状に構成され、第１の弾性的に取り付けられた接続要素に対応するプラス電位へ電気的に接続される。これとは対照に、ステアリングホイール骨格２に直接固定される他方の接続要素１２はマイナス電位に接続される。これにより接続が閉じられた場合、すなわち二つの接続要素４，１２が互いに当接した場合、例えばリレーまたは電気的モジュールを起動するための電流が流れ、自動車の警笛、あるいは他の電気的に作動可能なサブアセンブリのトリガリングが開始される。
【００３６】
図３ｂは、図３ａにおけるスイッチング装置の接続がなされ、二つのストッパ１１ｂ、１８が既に互いに当接した後の状態を示す。
【００３７】
移動方向Ｂにおける二つの接続要素４，１２の二つの接続面４、１２ｂ間の距離「ｄ」が二つのストッパ１１ｂ，１８間の距離「ａ」よりも小さいため、接続キャリア１１が、弾性的に取り付けられた接続要素４とともに、ステアリングホイール骨格２に固定された接続要素１２方向へ移動して際に、二つの接続面４ｂ，１２ｂが互いに当接する。
【００３８】
スプリング要素４０を介して接続キャリア１１に固定された接続要素４の弾性的な取り付けにより、接続面４ｂ，１２ｂを介して接続される際においても、二つの接続要素４，１２の相対動作が突然終了するのが抑制される。
第１に、移動方向Ｂに直交する相対動作が生じ、この間に、弾性的に取り付けられた接続要素４が、接続面４ｂを通じて、ステアリングホイール骨格に直接固定された接続要素１２の接続面１２ｂに沿ってスライドする。接続面４ｂ、１２ｂは特に塵埃ないし酸化層に対してクリーンな状態とされる。相対動作の間に、点状断面の固定点を介してサポートタブ１７に固定されるとともに梃子の作用をするスプリングリム４１が回転動作し、かかる相対動作は、二つのストッパ１１ｂ，１８が互いに当接する場合にのみ終了する。移動方向Ｂに直交する二つの接続面４ｂ，１２ｂの相対動作量は、本実施の形態では、とりわけ移動方向Ｂに関する、あるいは接続面４ｂに関する（すなわち、移動方向Ｂへの直交方向に関する）リム４１の角度によって決定される。図３ａおよび図３ｂに示す実施形態では、二つの角度は４５度とされる。移動方向Ｂへのリム４１の設定角度が４５度よりも小さいと（従って、接続面４ｂへのリム４１の角度が４５度よりも大きいと）、弾性的に取り付けられた接続要素４の移動方向Ｂと直交する移動量を増大することが可能となる。
【００３９】
図３ｄおよび図３ｅは、図３ａと図３ｂにおける実施形態の展開図を示す。これによれば、スイッチング装置４，１２は、塵埃等からの保護のため、中空筒状の開口室が形成されたボディ１８ａ（たとえばモルトプレンで構成される）として構成された弾性的に変形可能な中空体によって追加的に囲まれる。このボディ１８ａは、一方においては接続キャリア１１に支持され、他方においてはステアリングホイール骨格２またはケーシング１０に支持されるとともに、スイッチング装置４，１２が閉じて接続される際に圧縮される。開口室は空気の入れ替えが可能に構成されている。
【００４０】
図４ａおよび図４ｂは、図３ａおよび図３ｂにおける実施形態の変更例を示すものであり、この変更例は上記実施の形態と二つの点で異なっている。
【００４１】
一方において、支持要素４７は接続スプリング４０と一体をなすように形成され、点状の断面とされた固定点４５を通じて接続キャリアに接続される。当該支持要素４７を介して、接続スプリング４０のリム４１が接続キャリア１１に支持される。支持要素４７は、一端側がリム４１に対して傾斜状とされ、リム４１の端部から接続キャリア１１に向かって拡幅しつつ延在するよう構成される。リム４１と支持要素４７の過渡領域にはレリーフ状のスロットが形成されている。他方、図４ａ，図４ｂに示す形態では、接続キャリア１１上においてゴム射出成形で構成されたドーム形状の被覆部１９が設けられている。この被覆部１９はスイッチング装置４，１２を囲んで汚れから保護する。ドーム形状の被覆部１９は、互いに一体状に接続された二つの実質的に中空筒状の部分１９ａ，１９ｂを有する。一方の中空筒状部分１９ａは、接続キャリア１１の対応孔１１ｃに取り付けられ、他方の中空筒状部分１９ｂは、ステアリングホイールケーシング１８の肩部１８ａ上に支持される。同時に、ドーム状の被覆部１９の第１の中空筒状部分１９ａがスライド可能とされたチャンネル１８ｂは、肩部１８ａ領域におけるステアリングホイールケーシング１８と、ドーム状の被覆部１９の第２部分１９ｂとの間において移動方向Ｂと実質的に平行に延在する。この結果およびドーム状の被覆部１９を形成する材料の弾性により、ドーム状の被覆部１９の二つの部分１９ａ，１９ｂは、互いに移動可能とされるとともに、二つの接続要素４，１２が接続のために移動方向Ｂに沿って相対的に移動するのを許容する。
【００４２】
図４ａおよび図４ｂに示される実施形態の他の要素は、図３ａから図３ｃに示す形態と同等であり、同等の符号が用いられている。
【００４３】
最後に、図５ａおよび図５ｂは、接続要素として接続リベット１２が用いられた他の実施形態を示す。この接続リベット１２の頭部は接続面１２ｂを有する接続部１２ａを構成する。接続面１２ｂは、一の接続要素の接続面が他の接続要素の接続面に沿って移動した際に、クリーニング効果を向上するべく面粗度が高くされている。面粗度が大きくされた接続面１２ｂの面構造は、例えばエンボス加工や研磨によって形成される。
【００４４】
さらに、接続リベット１２は、そのシャンク１２ｃに、縦方向に延在する溝１２ｄを有し、シャンク１２ｃはリベット頭部１２ａから離反する側の端部に錐状のテーパ領域１２ｅを有する。
【００４５】
ストッパ１２ｂ，１８の配置により、接続キャリアは、二つの接続要素４，１２が接続面４ｂ、１２ｂとすでに接続している場合に、さらに移動方向Ｂ（軸方向）に沿って移動することが可能となる。
【００４６】
上述の二つの実施形態では、弾性的に取り付けられた接続要素は、ステアリングホイール骨格に関して弾性的に与圧された可動式の接続キャリアに固定され、他方の接続要素は、ステアリングホイール骨格事態に直接的に取り付けられる。逆の配置も勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ステアリングホイールの正面図を示す。当該ステアリングホイールの中央ステアリングホイール領域は、当該領域における電気的サブアセンブリが示されるよう図示を省略したエアバッグモジュールを取り付けるのに用いられる。
【図２】 図１におけるステアリングホイールのＩＩ−ＩＩ線における断面を示す。
【図３ａ】 互いに移動可能な二つの接続要素を有する電気的スイッチング装置を示す図２の詳細な拡大図を示す。
【図３ｂ】 接続状態とされた接続要素とともに図３ａのスイッチング装置を示す。
【図３ｃ】 図３ａおよび３ｂにおける一の接続要素の斜視図を示す。
【図３ｄ】 図３ａおよび図３ｂにおけるスイッチング装置の展開図を示す。
【図３ｅ】 同じく図３ａおよび図３ｂにおけるスイッチング装置の展開図を示す。
【図４ａ】 図３ａおよび図３ｂにおけるスイッチング装置の変更形態を示す。
【図４ｂ】 図４ａのスイッチング装置の接続要素の斜視図を示す。
【図５ａ】 接続リベットの側面図を示す。
【図５ｂ】 図５ａの接続リベットの接続面の平面図を示す。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングホイール骨格
３ カラースクリュー
３ａ ヘリカルスプリング
４ スイッチング装置（接続要素）
４ａ 接続部
４ｂ 接続面
５ 固定ネジ
６ 電線
７ 接合プラグ
８ ステアリングホイールハブ
９ 支持点
１０ ケーシング
１１ 接続キャリア
１１ａ 凹部
１１ｂ 縦縁
１２ スイッチング装置（接続要素）
１７ サポートタブ
１８ 中空筒部
４０ 接続スプリング（スプリング要素）
４１ スプリングリム
４３ 端部
４５ 固定点
４７ 支持要素

Claims (1)

1. 自動車のステアリングホイールであって、
   前記自動車の電気的な機能グループを作動するための少なくとも一つのスイッチング装置を有し、
   当該スイッチング装置は、前記機能グループを作動するべく、相対移動可能とされるとともに、互いに接続可能とされた二つの電気的な第１および第２の接続部を有し、
   前記第１および第２の接続部は、互いに面接触可能な接続面をそれぞれ有し、
   前記第１の接続部は、その接続面に一体状に連接されるとともに前記第２の接続部に向かう方向に対して鋭角状とされた傾斜角をもって延びるスプリングリム部により、前記二つの接続面が互いに面接触した後、前記第２の接続部の接続面に沿って互いに面接触状態を維持したままスライド動作するよう、前記第２の接続部に向かうように弾性力が付与されており、また前記二つの接続面が互いに面接触した後に前記第１の接続部が前記第２の接続部に沿って移動する相対動作量は、鋭角状とされた前記スプリングリム部の傾斜角に基づいて規定されており、
   さらに前記接続面の一方は、前記接続面の他方に対して面粗度が高く設定されることで他方の接続面に沿って互いに面接触状態を維持したまま移動した際の当該他方の接続面の汚染または酸化層を除去するクリーニング面を構成することを特徴とするステアリングホイール。

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