JP2004518573A - ステアリング支柱モジュール - Google Patents

Abstract

【解決手段】自動車用のステアリング支柱モジュール１であって、このステアリング支柱モジュールが、多数の、隣接して設けられた機能ユニットＦ１〜Ｆ６、および、これら機能ユニットの出力信号を処理する、及び／または互いに結びつける、および搭載電源システムと結合する電子機器ユニット３を有しており、その際に、複数の機能ユニットが、この機能ユニットに存在する電気的な差込み結合部材を介して、相応して設けられた、電子機器ユニット３に存在する相手方差込み結合部材と結合可能であり、その際に、これら機能ユニットＦ１〜Ｆ６の少なくとも１つの機能ユニットが、電子機器ユニット３と、分離することができない構造ユニット２としてまとめられている。

Description

【０００１】
本発明は、主請求項の上位概念の特徴を有するステアリング支柱モジュールに関する。
【０００２】
この様式のステアリング支柱モジュールは、自動車内において、種々の、例えば走行方向表示器またはウインドウのワイパでの拭取り・ウオッシャ洗浄のような機能および工程、もしくは信号伝送、またはステアリング舵角検出を作動、即ち実行するために設けられている。
【０００３】
従来の構成において、異なる機能ユニットは、別途の電子的なまたは電気機械的なモジュールとして形成されており、これらモジュールが、ステアリング軸線に沿って異なる軸線方向の平面において設けられており、その際、これらモジュールが、ステアリング支柱を同様に同心的にも囲繞している。
【０００４】
例えば、機能ユニットは、ステアリングハンドルへの電力供給および信号伝送のための巻取りばねカセット、ステアリング旋回角の検出のためのステアリング舵角センサー、並びに、例えば走行方向表示器、ウインドガラスワイパー拭取り機能、等のような異なる操作機能に所属して設けられた、色々なステアリングカラムスイッチを備えている。
【０００５】
更に、異なる機能ユニットに、電子機器ユニットが所属して設けられており、この電子機器ユニットが、プリント基板を備えており、このプリント基板上に、例えば、機能ユニットの電力用電子機器、評価電子機器、および場合によっては、制御電子機器が設けられており、且つ、この電子機器ユニットが、これら色々な機能ユニットを搭載電源システムと結合している。その際に、これら色々な機能ユニットをこの電子機器ユニットと接触するために、解離可能な差込み結合具が設けられている。
【０００６】
電子機器ユニットは、例えばヨーロッパ特許公開８５３ ０２２号明細書から周知であるような公知の構成の場合、自身の面をステアリング支柱モジュールの構造内に形成しており、且つこれに伴って、このステアリング支柱モジールの層状の構造にまとめられている。この公知の構成の場合、この電子機器ユニットは、最も下側の面を形成しており、この面の上で、第１のその上方に存在する面内に、多数の、機能ユニットを形成するステアリングカラムスイッチが設けられている。スイッチと電子機器ユニットとの間の直接的な接触は、隣接する配設の結果として、何の問題もなく可能である。これらステアリングカラムスイッチの面の上方の他の面において、同様に１つの機能ユニットである巻取りばねカセットが設けられている。この巻取りばねカセットが、同様に、この電子機器ユニットと結合されるために、この巻取りばねカセットは、縦長の延長部を有しており、この延長部が、これらステアリングカラムスイッチの配設を貫いてこの電子機器ユニットの面内に至るまで、この電子機器ユニット内に存在する差込み結合具部材内に挿入され得るために、貫通係合している。
【０００７】
この公知のステアリング支柱モジュールの場合、確かに原理的に多数の機能ユニットが配設可能であり、且つ異なる面において電気的に接触されるが、しかしながら、直接的に電子機器モジュールに隣接していない機能ユニットの、他の機能ユニットを貫いての貫通係合を必要とする。
【０００８】
従って、この機能ユニットの層状に積み重ねられた配設によって、異なる長さの導線道程が、色々なモジュールのために、前提条件とされている。特に、多くの機能的な層体を有しているステアリング支柱モジュールの場合、この電子機器ユニットから最も遠い、最も隔たった機能ユニットは、比較的に長いコンタクトタグによって、この電子機器ユニットと結合される。それら機能ユニットにおいて、例えばこれら機能ユニットの電圧レベルまたは電流レベルに関して、非常に僅かの信号が伝達される−このことは、例えばステアリング舵角センサーにおいて言えることである−機能ユニットに関して、従って、電磁的な漂遊が、パターン導線内への障害を誘起し、且つこれに伴って、ユニットの機能信頼性を阻害する。
【０００９】
更に、差込み結合具により接触された機能ユニットの信頼性は、特に多くの作動年月の後に、且つ高い周囲の空気湿度のような都合の悪い周囲条件において、例えば接点の酸化作用により、不利に阻害される。
【００１０】
このことは、特に価値の高い、例えば金めっきされた、及び／または特別にケースに入れられた差込み接点の使用を必要とし、これら差込み接点は、しかしながら他方で、非常にコストが高い。
【００１１】
従って、本発明の課題は、特に外乱感受性の電子式の機能ユニットのために長い結合道程を回避し、高い信頼性およびコンパクトなモジュール体の構造を有し、且つその際に、安いコストで実現され得る、ステアリング支柱モジュールを提供することである。
【００１２】
この課題は本発明に従い、主請求項の特徴部において提示された特徴事項によって解決される。
【００１３】
この様式の構造において、個別の構成要素の自在性およびメンテナンス利便性に関するステアリング支柱モジュールのモジュール体の構造の利点の、外乱感受性の機能ユニットを構造ユニットにまとめることにより得られる利点との組合せは、特に有利である。
【００１４】
本発明によるステアリング支柱モジュールにおいて、外乱感受性の機能ユニットは、電子機器ユニットと、共通のケーシング内においてに、分離することができないコンパクトな構造ユニットにまとめられており、その際、この電子機器ユニットおよび機能ユニットが、有利には、解離不能に、導電的に、互いに結合されている。
【００１５】
解離不能な結合は、直接的にはんだ付けされたケーブルによって形成され、有利には、機能ユニットの電子式の構成要素、およびこれと協働する電子機器ユニットの構成要素が、しかも、共通の絶縁体のおよび電気的なパターン導線を有する基板上に設けられている。この基板は、例えば、プリント基板、または可撓性のシートである。
【００１６】
合目的に、構造ユニット内にまとめられる機能ユニットは、ステアリング舵角センサーであり、その際、このステアリング舵角センサーが、ステアリング軸線に対して横方向に、およびこのステアリング軸線を少なくとも部分的に囲繞するように設けられており、且つその際、まとめられた電子機器ユニットが、有利には、ステアリング軸線に対して平行に設けられている。配設のこの様式によって、基本的に、曲げられたＬ字形の構造が形成される。このパターン導線を担持する基板は、その際に、同様に曲げられて構成されている。
【００１７】
基板が、プリント基板の様式において構成されている場合、このプリント基板の曲げられた構成は、このプリント基板がパターン導線と反対側の側面上で特徴的に１０分の数ミリメートルの厚さにまで減少され−このことは機械的なフライス加工によって行われる−、従って、このプリント基板が、板材料が破壊されること無しに折返されることによって達せられる。
【００１８】
別の実施形態において、基板は、問題無く曲げられ得る可撓性のシートとして構成されている。有利には、このパターン導線シートは、その際に、ケーシング内において設けられた、Ｌ字形の構造の両方のリブ部内に設けられている支持構造体上に支持されている。
【００１９】
更なる有利な実施形態において、電子機器ユニットを収容するＬ字形に曲げられた構造のリブ部において、差込み方向に関するステアリング軸線に向かって指向する側面に、半径方向または接線方向に指向する差込み結合部材が装着されており、従って、他の機能ユニットは、短い道程で、これらリブ部と、対応する差込み可能な結合部材を介して接続される。例えば、より僅かに外乱感受性である他の機能ユニットは、場合によっては、同様に、軸線方向の差込み方向を有する比較的に長い導線道程を介して接続される。
【００２０】
ステアリング支柱モジュールの更なる実施形態において、第２の外乱感受性の機能ユニットは、電子機器ユニットおよび第１の機能ユニットとの協働で、分離することができない、基本的にＵ字形に構成された構造部品群として一体化され、その際に、ステアリング軸線に対して平行に設けられている中間の部分が、半径方向または接線方向に延在する差込み結合部材を収容している。この第２の機能ユニットは、例えば、回転トルクセンサーである。同様に、この配設において、この電子機器ユニットは、この第１のおよび第２の機能ユニットと、直接的に且つ解離不能に導線を介して結合されており、その際、これら導線が、有利には、Ｕ字形に屈曲されており、且つこのＵ字形のケーシングの全ての部分において延在している、共通の基板上に設けられている。一体にされた機能ユニットに所属して設けられた構造ユニットのリブ部は、ステアリング支柱を、その際に少なくとも部分的に囲繞している。
【００２１】
次に、図に基づいて本発明を詳しく説明する。
【００２２】
図１ａは、ステアリング支柱モジュール１の実施形態の概略的な図であり、このステアリング支柱モジュールが、モジュール体に、多数の別個の機能ユニットＦ２〜Ｆ６、および、分離することができない構造ユニット２にまとめられた電子機器ユニット３、並びに、同様に、この構造ユニットにまとめられた機能ユニットＦ１から構成されている。これら所属する電子式の構成要素は、従って、共通の１つの部材から成るような、有利にはプリント基板として形成されている基板４に配設されている。この構造ユニット２は、差込み結合具部材５を介して、搭載電源システムと接続されている。これら機能ユニットは、ステアリング支柱６の周囲に、グループ分けされており、且つこのステアリング支柱を囲繞している。例えば、このＦ１が、ステアリング舵角センサーである場合、この機能ユニットＦ１を備えるこのステアリング舵角センサーのリブ部を備える構造ユニット２が、このステアリング支柱を、完全に同心的に囲繞することは合目的である。機能ユニットＦ２〜Ｆ５の接触は、差込み結合部材によって行われ、これら差込み結合部材が、半径方向または接線方向の差込み方向を有している。上記の目的のために、このステアリング支柱に対して平行に延在する、構造ユニット２のリブ部に、半径方向または接線方向において指向する−ここでしかしながら、理解し易くするための理由から参照符号を付けられていない−差込み結合部材が装着されており、これら差込み結合部材は、相応する、個別のこれら機能ユニットに装着された相手方差込み結合部材と協働する。このステアリング支柱を囲繞するモジュールＦ６は、このステアリング支柱モジュールの上側の端部において、この実施例において、軸線方向の差込み方向を有する結合部材を介して接触されている。このことによって、この外側のモジュール、有利には巻取りばねカセット（Ｗｉｃｋｅｌｆｅｄｅｒｋａｓｓｅｔｔｅ）は、例えば、メンテナンス目的または修理目的のために、軸線方向に引離すことができる。
【００２３】
図１ｂにおいて、ステアリング支柱モジュールの他の実施形態が図示されている。この変形において、電子機器ユニット３および２つの他の機能ユニットＦ１およびＦ７は、１つの構造ユニット２内にまとめられている。
【００２４】
第２の外乱感受性の機能ユニットＦ７は、例えば、回転トルクセンサーである。これらユニットの電子式の構成要素は、Ｕ字形に、この共通のケーシング内においてに延在する共通の基板４に配設されている。構造要素は、基板４の上側面および下側面に配設されている。
【００２５】
１つの部材から成るような基板４の実施形態は、電子機器ユニット３から機能ユニットＦ１、Ｆ７への最短の導線道程を可能にし、その際、解離不能な、電気的な結合によって、両方の機能ユニットの機能信頼性の高い程度が保証されている。特別の価値の高い、例えば金をメッキされた、しかしながら同様にコストの高い差込み結合部材の使用は、行う必要がない。
【００２６】
ステアリング支柱６に対して平行に延在する、構造ユニット２の中間の部分に、半径方向または接線方向において指向する差込み結合部材が装着されており、これら差込み結合部材は、相応する、個別のこれら機能ユニットに装着された相手方差込み結合部材と協働する。共通のケーシング内における電子機器ユニットと一緒の、外乱感受性のユニットの格納によって、例えば遮蔽板のような電気的な保護のための、このケーシング内に格納された手段、または、このケーシング内において存在する湿度保護体（Ｆｅｕｃｈｔｉｇｋｅｉｔｓｓｃｈｕｔｚ）（例えば、封隙構成（Ａｂｄｉｃｈｔｍａｓｓｎａｈｍｅｎ））は、共に、電子機器ユニットおよび機能ユニットのために利用可能であり、および、長い、外乱感受性の導線道程が回避され得る。
【００２７】
図２において、ステアリング支柱モジュールの他の実施形態の分解図が図示されている。
【００２８】
巻取りばねカセット７、ステアリング舵角センサー８および電子機器ユニット３を備えている分解することができない構造ユニット２、２つのステアリングレバーが支承されている第１のステアリングカラムスイッチユニット９、並びに、それぞれ１つの個別のステアリングレバーを担持する２つの更なるステアリングカラムスイッチユニット１０、１１が図示されている。
【００２９】
構造ユニット２は、基本的に、Ｌ字形に形成されており、且つ、この構造ユニットのステアリング舵角センサー８を備えるリブ部によって、ステアリング支柱を同心的に囲繞している。従って、このステアリング舵角センサー８、および電子機器ユニット３の電子的な構造部材は、同様に曲げられた１つの部材から成るような基板上に構成されている。
【００３０】
有利には、ステアリング舵角センサー８は、デジタルのバーコードを備えており照明部材によって光を貫通されるコードディスク、および、このバーコードを光学的に検出するためのＣＣＤカメラアレーを備えている。有利には、このステアリング舵角センサーにおいて、同様に、ステアリングハンドルによって実施された回転の数を検出のための手段、例えばコードディスクに付加的に形成された螺旋形のアナログトラックが設けられており、従って、このステアリングハンドルの調節範囲が、３６０°をカバーする角度範囲を越えて、例えば零の位置を出発点として約±７２０°の角度範囲以上で検出され得る。
【００３１】
電子機器ユニットを備えるリブ部は、ステアリング軸線に対して平行に配設されている。このリブ部のステアリング支柱に向かって指向する側面に、半径方向または接線方向に指向する差込み結合部材が装着されており、これら差込み結合部材と、ステアリングカラムスイッチユニット９、１０、１１を有する電子機器ユニット３は、これらステアリングカラムスイッチユニットに設けられている相手方差込み結合具を介して接触する。
【００３２】
本発明の説明から、請求されているステアリング支柱モジュールの利点は、特に作動信頼性における高い度合いを顧慮して、明確であり、その際に、コンパクトな、モジュール体の構造の利点が放棄されることは無い。
【００３３】
電子機器ユニットおよび外乱感受性の機能ユニットの、共通のコンパクトなケーシング内への合体によって、長い導線道程は回避され、このことは、作動信頼性を向上するために寄与する。
【００３４】
湿気、塵埃、等々のような他の外側の影響に対する、電気的な遮蔽構成および封隙安全処置は、コンパクトな構造ユニット内においてまとめられたユニットのために、共に、利用可能である。非遮断性の解離不能な電気的な、電子機器ユニットおよび機能ユニットの結合は、不都合な接触抵抗を、永続的に回避し、且つ、このことによって、この機能ユニットの更に外乱の無い作動を実現する。適当に形成された差込み結合具によって、更なる機能ユニットは、モジュール体に、分離することができない構造ユニットと接続される。更に、この分離することができない構造ユニットは、別個の機能モジュールの所望の数および構成に相応して準備される。その際に、この構造ユニットのケーシングを一定に形成するように意図されており、これに対して、このケーシングの内部−電子機器並びに差込み結合具部材−は、それぞれに所望の状況に適合されている。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】
ステアリング支柱モジュールの概略図である。
【図１ｂ】
ステアリング支柱モジュールの概略図である。
【図２】
例示的に図示されたステアリング支柱モジュールの分解図である。

Claims (16)

1. 自動車用のステアリング支柱モジュール（１）であって、
   このステアリング支柱モジュールが、
   多数の、隣接して設けられた、それぞれに少なくとも１つの電気的な出力信号または制御信号を出力する、もしくは要求する機能ユニット（Ｆ１〜Ｆ７）を有し、および、
   これら機能ユニットの出力信号を処理する、及び／または互いに結びつける、及び／または制御信号を出力する、搭載電源システムと結合する電子機器ユニット（３）を有しており、その際に、
   少なくとも１つの機能ユニット（Ｆ１）が、この機能ユニットに存在する電気的な差込み結合部材を介して、相応して設けられた、電子機器ユニット（３）に存在する相手方差込み結合部材と結合可能である様式の上記ステアリング支柱モジュールにおいて、
   これら機能ユニットの少なくとも１つの機能ユニットが、電子機器ユニット（３）と、分離することができない構造ユニット（２）としてまとめられていることを特徴とするステアリング支柱モジュール。
2. 機能ユニット（Ｆ１）は、電気的な導線結合を介して、この機能ユニットと協働する電子機器ユニット（３）の構成要素に、非遮断性におよび解離不能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング支柱モジュール。
3. 機能ユニット（Ｆ１）の電気的な構成要素は、少なくとも１つの基板（４）に存在する電気的なパターン導線を介して、これら構成要素と協働する電子機器ユニット（３）の構成要素に、互いに設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のステアリング支柱モジュール。
4. 構造ユニット（２）は、Ｌ字形に形成されており、その際、一方のリブ部に、電子機器ユニット（３）の構成要素が、および、他方のリブ部に、機能ユニット（Ｆ１）の構成要素が所属して設けられており、且つその際、基板が、この一方のリブ部内において、およびこの他方のリブ部内において延在していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のステアリング支柱モジュール。
5. 電子機器ユニット（３）の構成要素を備える、構造ユニット（２）の一方のリブ部は、ステアリング支柱（６）の長手軸線に対して平行に延在していること、および、
   機能ユニット（Ｆ１）を備える、この構造ユニットの他方のリブ部が、このステアリング支柱（６）の長手軸線に対して横方向に整向されていること、
   を特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のステアリング支柱モジュール。
6. ステアリング支柱に対して平行に延在している、分離することができない構造ユニット（２）の一方のリブ部は、差込み方向に関して半径方向または接線方向に延在する差込み結合部材を備えていることを特徴とする請求項５に記載のステアリング支柱モジュール。
7. 一つの機能ユニット（Ｆ１）の構成要素を備える、構造ユニットの他方のリブ部は、ステアリング支柱（６）の長手軸線を、少なくとも限定された角度範囲にわたって、同心的に囲繞していることを特徴とする請求項４から６のいずれか一つに記載のステアリング支柱モジュール。
8. 構造ユニット（２）は、Ｕ字形に形成されており、その際、このＵ字形の構造ユニット（２）の中間の部分が、ステアリング支柱に対して平行に延在し、且つ電子機器ユニット（３）の構成要素を収容し、且つ両方の他方のリブ部が、これら第１のおよび第２の機能ユニット（Ｆ１、Ｆ７）の構成要素に所属して設けられており、且つその際、
   基板が、Ｕ字形に形成されており、且つ両方のリブ部、並びに中間の部分内において延在していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のステアリング支柱モジュール。
9. ステアリング支柱に対して平行に延在する、分離することができない構造ユニット（２）の中間のリブ部は、差込み方向に関して半径方向または接線方向に延在する差込み結合部材を備えていることを特徴とする請求項８に記載のステアリング支柱モジュール。
10. 一方の及び／または他方の、それぞれ１つの機能ユニット（Ｆ１、Ｆ７）を収容する、構造ユニット（２）のリブ部は、ステアリング支柱（６）を、少なくとも限定された角度範囲にわたって、同心的に囲繞していることを特徴とする請求項８または９に記載のステアリング支柱モジュール。
11. 少なくとも１つの機能ユニットの構成要素に、および電子機器ユニット（３）の構成要素に所属して設けられた、パターン導線を備える基板（４）は、ステアリング支柱（６）に対して平行に、および横方向に設けられた、構造ユニット（２）の部分内において延在する、１つの部材から成るような、屈曲されたプリント基板から成ることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一つに記載のステアリング支柱モジュール。
12. 少なくとも１つの機能ユニットの構成要素に、および電子機器ユニット（３）の構成要素に所属して設けられた、パターン導線を備える基板（４）は、ステアリング支柱（６）に対して平行に、および横方向に設けられた、構造ユニット（２）の部分内において延在する、１つの部材から成るような、可撓性のパターン導線シートから成ることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一つに記載のステアリング支柱モジュール。
13. パターン導線シートは、少なくとも部分的に、電子機器ユニット（３）のリブ部内に存在する支持構造体上に固定されていることを特徴とする請求項１２に記載のステアリング支柱モジュール。
14. 一方の機能ユニット（Ｆ１）は、ステアリングハンドルの回転運動を検出するステアリング舵角センサー（８）として形成されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一つに記載のステアリング支柱モジュール。
15. ステアリング舵角センサーは、３６０°を超える調節範囲を検出するための手段を、零の位置を出発点として、一方の側へと、および他方の側へと、約＋７２０°から約−７２０°に至るまでの角度範囲が検出可能であるように有していることを特徴とする請求項１４に記載のステアリング支柱モジュール。
16. ステアリング舵角センサーは、ＣＣＤカメラアレーによって、ステアリングハンドルの回転運動を確認する検出システムとして形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のステアリング支柱モジュール。