JPH11510927A - 固定された車両部分と回転可能に支承された車両部分との間で信号をコードレスで伝達するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 固定車両部分と可動車両部分との間の軸方向のずれによって１つの部分から他の部分へコードレスで伝達される信号は出来る限り影響をうけないように、回転トランスが設けられている。この回転トランスの１次巻線（３、１１）用及び２次巻線用（４、１３）のシェル型コアは、Ｕ字状プロフィール（１、２）又はＬ字状プロフィール（１０、１２）から構成されている。これらのシェル型コア（１、２、１０、１２）は同軸に互いに組合わさるように支承されており、このため２つのシェル型コアの間に存在する１つ又は複数の空隙（８、１９、２０）は回転軸（２１）に対して平行に経過し、磁束によって回転軸（９、２１）に対して半径方向に横切られる。２つのシェル型コア（１、２、１０、１２）の空隙（８、１９、２０）に接する面は、それぞれ一方の面は他方の面に比べて回転軸（９、２１）の方向に幅広くされている。

Description

【発明の詳細な説明】 固定された車両部分と回転可能に支承された車両部分との間で信号をコードレス で伝達するための装置 従来技術 本発明は、固定された車両部分とこれに対して回転可能に支承された車両部分 との間で、有利にはエアバックを備え付けられたステアリングホイールとシャシ に配置された制御回路との間で信号をコードレスで伝達するための装置に関する 。この装置はトランスから構成されており、該トランスの１次巻線及び２次巻線 は、可動な車両部分の回転軸を中心に向かい合って回転可能な別個のシェル型コ アに配置されているこのような回転トランスは点火パルスをシャシに固定された 制御機器からステアリングホイールに配置されたエアバックへ伝達することも、 この逆方向にエアバック点火ピル抵抗の診断信号を制御機器へ伝達することもで きる。このような回転トランスはEaton社のパンフレット“Lebow,Torque and Fo rce Transducer”，1993から公知である。 この公知の回転トランスでは、１次及び２次巻線を収容するシェル型コアが回 転対称的なＵ字状プロフィールから成っており、これらＵ字状プロフィールは相 前後して軸方向に配置されているので、これらＵ字状 プロフィールの開口部は互いに向かい合っている。これによって、トランスの回 転軸方向に対して横断方向に経過している空隙が成立し、この空隙を磁束が回転 軸方向に横切る。シェル型コアのこのような配置のために、ステアリングコラム におけるステアリングホイールの軸方向のずれが直に空隙の大きさに影響を与え 、従って１次巻線と２次巻線との間の結合度にも影響を与える。よって伝達され る信号はトランスのシェル型コアの間の軸方向のずれに非常に大きく依存する。 従って、制御機器へ伝達される点火ピル抵抗の診断信号はエアバックの機能性能 に関する誤った情報を供給しかねない。 従って、本発明の課題は、冒頭に述べたような装置において、固定された車両 部分と可動な車両部分との間の軸方向のずれがこれら両方の車両部分の間でコー ドレスで伝達される信号にできるだけ影響を与えないようにすることである。 本発明の利点 本発明では上記課題は請求項１又は請求項２の特徴部分記載の構成によって解 決される。有利な改良実施形態は従属請求項から得られる。 請求項１及び２の両方で提供される解決において決定的なことは、１次及び２ 次巻線のシェル型コアが互 いに向かい合って配置されているので、それらの間の空隙は回転軸に平行に経過 し、これにより磁束は空隙を回転軸に対して半径方向に横切るということである 。このことによって、空隙の幅は２つのシェル型コアの間の軸方向のずれとは無 関係である。従って、２つのシェル型コアのうちの１つが取り付けられている例 えばステアリングホイールの軸方向のずれトレランス及び取り付けトレランスは 、伝達される信号に対してほんの僅かな影響しか与えない。軸方向のずれのトレ ランスが比較的大きい場合でも空隙のあらゆる変化を排除するために、請求項１ に従って、２つのシェル型コアの２つの互いに向かい合った、空隙を形成する端 面のうちの１つは、もう一方の端面に比べて回転軸の方向に幅広くなっている。 同一の効果を得るために、請求項２ではシェル型コアはＬ字状プロフィールを有 し、これらＬ字状プロフィールは相互に組み合わさるように配置され、このため それぞれＬ字状プロフィールの短い脚部の端面は他方のＬ字状プロフィールの長 い脚部の内側に向かい合っている。このＬ字状プロフィールの有利な改良実施形 態では、それぞれＬ字状プロフィールの長い脚部の内側及び/又は短い脚部の端 面は互いに傾斜しており、両方のシェル型コアの相互の軸方向のずれのためにＬ 字状プロフィールの長い脚部と短い脚部との間の空隙が減少する。２つのシェル 型コアの軸方向のずれのためにこれら２つのシェル型 コアの空隙は減少し、これによりシェル型コアを介する磁束の比較的長い方の経 路を補償する。トランスの重みを低減するために、有利には、２つのシェル型コ アのうちの１つはリングの１つ又は複数のセグメントから構成される。 実施例の説明 図面に図示されている複数の実施例に基づいて次に本発明を説明する。図１及 び図２はＵ字状のシェル型コアを有するトランスの２つの変形実施形態を示す。 図３はＬ字状のシェル型コアを有するトランスを示す。図４はシェル型コアがリ ングセグメントとして形成されているトランスの部分図である。 図１にはリング状のトランスの断面図が図示され、同軸に互いに向かい合って 配置されＵ字状プロフィールとして形成された２つのシェル型コア１及び２が示 されている。これらシェル型コア１及び２のうちの一方のシェル型コア１は１次 巻線３を有し、他方のシェル型コア２は２次巻線４を有する。２次巻線４のため のシェル型コア２は例えばエアバックを装備されたステアリングホイールのステ アリングコラム５に固定される。従って、このシェル型コア２は回転トランスの ロータを形成する。ステータは１次巻線３のためのシェル型コア１である。この シェル型コア１は車両シャシに固定的に結合されている。２次巻線４の接続端子 はステアリングホイールのエアバックのここには図示されていない点火装置に接 続されている。そして１次巻線３は同様にここには図示されていない制御機器に 接続されている。 両方のシェル型コア１及び２のＵ字状プロフィールは、それらの開口部及びこ の開口部の中に設けられた巻線３及び４によって互いに向かい合っている。両方 のＵ字状プロフィール１及び２の端面６及び７は互いに空隙８を形成する。この 空隙８は回転軸９に平行に配向されており、この空隙８を磁束が回転軸９に対し て半径方向に横切る。図１から見て取れるように、回転軸９の方向のシェル型コ ア２の端面６はシェル型コア１の端面７に比べて幅広くなっている。従って、両 方のシェル型コア１及び２の間の軸方向のずれは空隙の大きさに影響を与えない 。両方のシェル型コア１と２との間の軸方向のずれにもかかわらず空隙８は一定 のままであるので、伝達される信号もほとんど軸方向のずれの影響を受けずに済 む。 図１の実施形態の代替として図２には１次側のシェル型コア１の端面７′が２ 次側のシェル型コア２の端面６′に比べて幅広くなっている。これにより前述し たのと同一の効果が得られる。有利には両方のシェル型コアのうちより小さい寸 法を有するシェル型コアがステアリングコラムに配置される。 図３はリング状のトランスを示しており、このリン グ状トランスでは１次巻線１１のためのシェル型コア１０及び２次巻線１３のた めのシェル型コア１２がＬ字状プロフィールとして形成されている。Ｌ字状プロ フィール１２はその長い脚部によって例えばステアリングコラム１４に固定され ている。このシェル型コア１２はトランスのロータである。１次巻線１１のため のシェル型コア１０はトランスのステータとして車両シャシに結合されており、 このシェル型コア１０はシェル型コア１２に対向配置されて、２次側のＬ字状プ ロフィール１２の短い脚部の端面１５が１次側のＬ字状プロフィール１０の長い 脚部の内側１６に向き合っており、さらに１次側のＬ字状プロフィール１０の短 い脚部の端面１７が２次側のＬ字状プロフィールの長い脚部の内側１８に向き合 っている。このことによって、Ｌ字状プロフィール１０及び１２の個々の脚部の 間に２つの空隙１９及び２０が形成される。この２つの空隙１９及び２０は回転 軸２１の方向に経過しており、この２つの空隙１９及び２０を磁束が回転軸２１ に対して半径方向に横切る。ここでも上述した実施形態のように空隙１９及び２ ０は一方では小さい面１５、１７によって、他方では大きい面によって囲まれて いる。このことによって、空隙の幅は２つのシェル型コア１０と１２との間の軸 方向のずれがある場合でもほとんど変化しないままである。 ２次巻線１３と１次巻線１１との間の間隔が拡大す るような２つのシェル型コア１０と１２との間の軸方向のずれは、（相対的透過 率が１０００より小さい場合）次のようなことをもたらす。すなわち、両方のシ ェル型コア１０及び１２を介する磁束の経路がより長くなり、これによって信号 は僅かながらもシェル型コアの軸方向のずれから影響を受けてしまう、というこ とをもたらす。しかし、磁束の経路の延長は、空隙１９及び２０が軸方向のずれ の増加につれてより狭くなることによって補償されうる。これは、図３の破線に よって示されているように、Ｌ字状プロフィール１０及び１２の長い脚部の内側 がそれぞれ長い脚部の端部にゆくにつれて大きくなる傾斜２２及び２３を有する ように構成されることによって達成される。Ｌ字状プロフィール１０及び１２の 長い脚部の傾斜２２及び２３の代わりに又はＬ字状プロフィール１０及び１２の 長い脚部の傾斜２２及び２３に加えて、Ｌ字状プロフィール１０及び１２の短い 脚部の幅狭い端面１５及び１７が相応の傾斜（この傾斜は図３には図示されては いない）を有するように構成することもできる。 シェル型コアのＬ字状プロフィールは第１の実施形態のＵ字状プロフィールに 比べてはるかに重量の低減をもたらす。トランスの重量は次のことによって一層 低減される。すなわち、Ｌ字状プロフィール１２′、有利には回転可能なシェル 型コア１２′がリングの１つ又は複数のセグメントからのみ構成されることによ って一層低減される。このセグメント化されたシェル型コアに所属する巻線１３ ′は各Ｌ字状プロフィールセグメントの短い脚部に巻き付けられる。 前述したような回転トランスは一般的に信号が固定された車両部分からこれに 対して回転可能な車両部分へ伝達されなければならない場合に使用される。例と してこれまではステアリングホイールに配置されるエアバックに対する適用例に ついて言及した。例えば回転可能に支承されたロックシリンダを有するドアの錠 を介しても信号伝達が必要とされる。回転トランスのさらに別の適用領域として はドアヒンジ又はホイール（タイヤ空気圧／タイヤ温度の監視）が対象となる。 固定された車両部分とこれに対して回転可能に支承された車両部分との間で複 数の信号が伝達されなければならない場合、例えばエアバック点火信号及び診断 信号又はクラクション、ラジオ、電話のための操作信号又はステアリングホイー ルヒータに対するエネルギ信号の場合、上述のトランスが複数個軸方向に相前後 して又は同軸に組合わさって配置される。 トランスのシェル型コアは渦電流を回避するために有利には軟磁性の可塑材料 から製造される。この軟磁性の可塑材料は合成樹脂で被覆されて電気的に絶縁さ れた極めて微細なＦｅ粒子又は強磁性の金属粒子（例えばＮｉＦｅ合金）から成 る。シェル型コアをプレスする際のアンダカットを回避するために、このシェル 型コアを複数の部分から製造することもできる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年７月９日 【補正内容】 明細書 固定された車両部分と回転可能に支承された車両部分との間で信号をコードレス で伝達するための装置 従来技術 本発明は、固定された車両部分とこれに対して回転可能に支承された車両部分 との間で、有利にはエアバックを備え付けられたステアリングホイールとシャシ に配置された制御回路との間で信号をコードレスで伝達するための装置であって 、 該装置はトランスから構成されており、該トランスの１次巻線及び２次巻線は 、可動な車両部分の回転軸を中心に向かい合って回転可能な別個のシェル型コア に設けられており、該シェル型コアはＬ字状プロフィールを有し、該Ｌ字状プロ フィールは相互に組み合わさるように配置され、このためそれぞれ前記Ｌ字状プ ロフィールの短い脚部の端面は他方のＬ字状プロフィールの長い脚部の内側に向 かい合っており、この場合空隙が形成され、該空隙を磁束が回転軸に対して半径 方向に横切る、固定された車両部分とこれに対して回転可能に支承された車両部 分との間で、有利にはエアバックを備え付けられたステアリングホイールとシャ シに配置された制御回路との間で信号をコードレスで伝達するための装置に関す る。 Eaton社のパンフレット“Lebow,Torque and Force Transducer”,1993から公 知の回転トランスでは、１次及び２次巻線を収容するシェル型コアが回転対称的 なＵ字状プロフィールから成っており、これらＵ字状プロフィールは相前後して 軸方向に配置されているので、これらＵ字状プロフィールの開口部は互いに向か い合っている。これによって、トランスの回転軸に対して横断方向に経過してい る空隙が形成され、この空隙を磁束が回転軸方向に横切る。シェル型コアのこの ような配置のために、ステアリングコラムにおけるステアリングホイールの軸方 向のずれが直に空隙の大きさに影響を与え、従って１次巻線と２次巻線との間の 結合度にも影響を与える。よって、伝達される信号はトランスのシェル型コアの 間の軸方向のずれに非常に大きく依存する。この公知の回転トランスは、点火パ ルスをシャシに固定された制御機器からステアリングホイールに配置されたエア バックへ伝達することにも、この逆方向にエアバック点火ピル抵抗の診断信号を 制御機器へ伝達することにも使用される。従って、制御機器へ伝達される点火ピ ル抵抗の診断信号は、空隙の変化によってエアバックの機能性能に関する誤った 情報を供給しかねない。 Ｕ字状プロフィールを有するシェル型コアに比べて材料及び重量を次のことに よって節減することができる。すなわち、冒頭に述べたようにシェル型コアをＬ 字状プロフィールとして形成することによって節減することができる。Ｌ字状プ ロフィールのシェル型コアを有するこのような回転トランスはドイツ特許公開第 １９２０８９０号公報及びドイツ特許公開第３０３４７３５号公報から公知であ る。２つのＬ字状のシェル型コアの相互の軸方向のずれによって、磁束の経路が 延長される。これはまたこのトランスによる信号の過結合という影響をもたらす 。 従って、本発明の課題は、冒頭に述べたような装置において、固定された車両 部分と可動な車両部分との間の軸方向のずれがこれら両方の車両部分の間でコー ドレスで伝達される信号にできるだけ影響を与えないようにすることである。 本発明の利点 本発明では上記課題は請求項１の特徴部分記載の構成によって解決される。有 利な改良実施形態は従属請求項から得られる。 請求項１では回転トランスのシェル型コアはＬ字状プロフィールを有し、これ らＬ字状プロフィールは相互に組み合わさるように配置され、このためそれぞれ Ｌ字状プロフィールの短い脚部の端面は他方のＬ字状プロフィールの長い脚部の 内側に向かい合っている。この場合、それぞれＬ字状プロフィールの長い脚部の 内側及び/又は短い脚部の端面は互いに傾斜しており 、両方のシェル型コアの相互の軸方向のずれのために長い脚部と短い脚部との間 の空隙が減少する。２つのシェル型コアの軸方向のずれのためにこれら２つのシ ェル型コアの空隙は減少し、これによりシェル型コアを介する磁束の比較的長い 経路を補償する。従って、２つのシェル型コアのうちの１つが取り付けられてい る例えばステアリングホイールの軸方向のずれトレランス及び取り付けトレラン スは、伝達される信号に対してほんの僅かな影響しか与えない。トランスの重量 を低減するために、有利には、２つのシェル型コアのうちの１つはリングの１つ 又は複数のセグメントから構成される。 実施例の説明 図面に図示されている複数の実施例に基づいて次に本発明を詳しく説明する。 図１及び図２は従来技術によるトランスのＵ字状のシェル型コアを有する２つの 変形実施形態を示す。図３はＬ字状のシェル型コアを有するトランスを示す。図 ４はシェル型コアがリングセグメントとして形成されているトランスの部分図で ある。 図１にはリング状のトランスの断面図が図示され、同軸に互いに向かい合って 配置されＵ字状プロフィールとして形成された２つのシェル型コア１及び２が示 されている。これらシェル型コア１及び２のうちの一 方のシェル型コア１は１次巻線３を有し、他方のシェル型コア２は２次巻線４を 有する。２次巻線４のためのシェル型コア２は例えばエアバックを装備されたス テアリングホイールのステアリングコラム５に固定される。従って、このシェル 型コア２は回転トランスのロータを形成する。ステータは１次巻線３のためのシ ェル型コア１である。このシェル型コア１は車両シャシに固定的に結合されてい る。２次巻線４の接続端子 請求の範囲 １． 固定された車両部分とこれに対して回転可能に支承された車両部分との間 で、有利にはエアバックを備え付けられたステアリングホイールとシャシに配置 された制御回路との間で信号をコードレスで伝達するための装置であって、 該装置はトランスから構成されており、該トランスの１次巻線（１１）及 び２次巻線（１３）は、可動な車両部分（１４）の回転軸（２１）を中心に向か い合って回転可能な別個のシェル型コア（１０、１２）に設けられており、 該シェル型コア（１０、１２）はＬ字状プロフィールを有し、該Ｌ字状プ ロフィールは相互に組み合わさるように配置され、このためそれぞれ前記Ｌ字状 プロフィール（１２、１０）の短い脚部の端面（１５、１７）は他方のＬ字状プ ロフィール（１０、１２）の長い脚部の内側（１６、１８）に向かい合っており 、この場合空隙（１９、２０）が形成され、該空隙（１９、２０）を磁束が回転 軸に対して半径方向に横切る、固定された車両部分とこれに対して回転可能に支 承された車両部分との間で、有利にはエアバックを備え付けられたステアリング ホイールとシャシに配置された制御回路との間で信号をコードレスで伝達するた めの装置において、 それぞれ前記Ｌ字状プロフィール（１０、１２）の長い脚部の内側及び／ 又は短い脚部の端面は互いに傾斜しており（２２、２３）、両方のシェル型コア （１０、１２）の相互の軸方向のずれのために前記長い脚部と前記短い脚部との 間の空隙（１９、２０）が減少することを特徴とする、固定された車両部分とこ れに対して回転可能に支承された車両部分との間で、有利にはエアバックを備え 付けられたステアリングホイールとシャシに配置された制御回路との間で信号を コードレスで伝達するための装置。 ２． ２つのシェル型コアのうちの１つ（１０）は閉じたリングの形を有し、 他方のシェル型コア（１２′）はリングの１つ又は複数のセグメントから 構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アントン ドゥカルト ドイツ連邦共和国 Ｄ−76744 ヴェルト シュパルベンヘッケ 14 デー 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 固定された車両部分とこれに対して回転可能に支承された車両部分との間 で、有利にはエアバックを備え付けられたステアリングホイールとシャシに配置 された制御回路との間で信号をコードレスで伝達するための装置であって、 該装置はトランスから構成されており、該トランスの１次巻線及び２次巻 線は、可動な車両部分の回転軸を中心に向かい合って回転可能なＵ字状プロフィ ールを有する別個のシェル型コアに配置されており、前記Ｕ字状プロフィールの 開口部は互いに向かい合っている、固定された車両部分とこれに対して回転可能 に支承された車両部分との間で、有利にはエアバックを備え付けられたステアリ ングホイールとシャシに配置された制御回路との間で信号をコードレスで伝達す るための装置において、 前記シェル型コア（１、２）は同軸に互いに組み合わさって支承されてお り、このため該両方のシェル型コア（１、２）の間には空隙（８）が存在し、該 空隙（８）を磁束が回転軸（９）に対して半径方向に横切っており、 前記２つのシェル型コアの２つの互いに向かい合った、前記空隙（８）を 形成する端面（６、７）のうちの１つは、もう一方の端面（７）に比べて前記 回転軸の方向に幅広くなっていることを特徴とする、固定された車両部分とこれ に対して回転可能に支承された車両部分との間で、有利にはエアバックを備え付 けられたステアリングホイールとシャシに配置された制御回路との間で信号をコ ードレスで伝達するための装置。 ２． 固定された車両部分とこれに対して回転可能に支承された車両部分との間 で、有利にはエアバックを備え付けられたステアリングホイールとシャシに配置 された制御回路との間で信号をコードレスで伝達するための装置であって、 該装置はトランスから構成されており、該トランスの１次巻線及び２次巻 線は、可動な車両部分の回転軸を中心に向かい合って回転可能な別個のシェル型 コアに配置されている、固定された車両部分とこれに対して回転可能に支承され た車両部分との間で、有利にはエアバックを備え付けられたステアリングホイー ルとシャシに配置された制御回路との間で信号をコードレスで伝達するための装 置において、 前記シェル型コア（１０、１２）はＬ字状プロフィールを有し、該Ｌ字状 プロフィールは相互に組み合わさるように配置され、このためそれぞれ前記Ｌ字 状プロフィール（１０、１２）の短い脚部の端面（１５、１７）は他方のＬ字状 プロフィール（１２、１０）の長い脚部の内側（１６、１８）に向かい 合っており、この場合空隙（１９、２０）が形成され、該空隙（１９、２０）を 磁束が回転軸に対して半径方向に横切ることを特徴とする、固定された車両部分 とこれに対して回転可能に支承された車両部分との間で、有利にはエアバックを 備え付けられたステアリングホイールとシャシに配置された制御回路との間で信 号をコードレスで伝達するための装置。 ３． それぞれＬ字状プロフィール（１２、１０）の長い脚部の内側（１６、１ ８）及び／又は短い脚部の端面（１５、１７）は互いに傾斜しており（２２、２ ３）、両方のシェル型コア（１０、１２）の相互の軸方向のずれのために前記Ｌ 字状プロフィール（１２、１０）の長い脚部と短い脚部との間の空隙（１９、２ ０）が減少することを特徴とする請求項２記載の装置。 ４． ２つのシェル型コアのうちの１つ（１０）は閉じたリングの形を有し、 他方のシェル型コア（１２′）はリングの１つ又は複数のセグメントから 構成されることを特徴とする請求項２記載の装置。