JP2003500825A - 電気信号結合装置 - Google Patents

電気信号結合装置

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JP2003500825A
JP2003500825A JP2000620696A JP2000620696A JP2003500825A JP 2003500825 A JP2003500825 A JP 2003500825A JP 2000620696 A JP2000620696 A JP 2000620696A JP 2000620696 A JP2000620696 A JP 2000620696A JP 2003500825 A JP2003500825 A JP 2003500825A
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signal coupling
coupler
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デイビッド、ダニエル、ジョージ、ビール
ジョン、ベクリー
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トランセンス、テクノロジーズ、パブリック、リミテッド、カンパニー
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Abstract

(57)【要約】 電気信号結合装置本発明は電気信号結合装置に関するものであり、特に軸上に搭載されたトランスデューサと軸を回転自在に取付けられた構造に対して固着された配線との間の電気信号伝送に使用するのに適した回転自在信号カプラーに関するものである。本発明は回転軸（１３）上に搭載可能の第１部分（１１）と、回転軸（１３）上に前記第１部分（１１）に対して並置関係に搭載可能の第２部分（１６）とを含む電気信号結合装置（１０）を提供する。また前記第１部分（１１）と第２部分（１６）はこれらの部分を電気的に結合するためのそれぞれの導線を備える。またこの電気信号結合装置（１０）は前記第１部分（１１）および第２部分（１６）の間に所定の実質的に一定の環状間隙を保持する手段（１８）と、前記第１部分（１１）が前記軸（１３）と共に回転する際に前記第２部分（１６）の回転を防止するためこの第２部分（１６）上に備えられた手段（２１，２２）とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は電気信号結合装置、さらに詳しくは軸上に取付けられたトランスデュ
ーサと軸を回転自在に取付けられた構造に対して固着された配線との間の電気信
号伝送に使用するのに適した回転自在信号カプラーに関するものである。
【０００２】 特に本発明は、例えば出願人の特願ＧＢ−Ａ−２３２８０８６に記載の型のト
ルク計測器機に使用される回転自在信号カプラーに応用可能である。しかし、本
発明はこのような用途に限定されることなく、本発明のカプラー装置は固定配線
とこの固定配線に対して回転自在の軸上に配置されたトランスデューサとの間の
信号路を設定する必要のあるその他の用途においても使用可能であることを理解
されたい。
【０００３】 公知の回転自在信号カプラーは回転自在軸上に取付けられた第１部分と、軸を
回転自在に取付けられたハウジングの上に取付けられた第２部分とを含む。この
ような構造が図１に図示されている。このカプラーの第１部分は、軸４の表面に
固着されたＳＡＷトランスデューサ２に接続される伝送線を成す導線を含む。カ
プラーの第１部分１はスリーブ５の上に取付けられ、このスリーブ５そのものが
軸４上にこの軸と共に回転するように固着されている。カプラーの第２部分６は
、第１部分１上の伝送線と結合するための伝送線を成す導線を含む。この第２部
分６から固定回路まで線が延在し、この固定回路はＳＡＷトランスデューサ２を
励磁するための信号を供給しまたＳＡＷ装置の歪み効果を分析して軸４に加えら
れるトルクの測定値を与える。第２部分６はハウジング７に固着され、このハウ
ジング７の中に軸４が軸受８，９によって取付けられている。図１に図示の構造
において、第１カプラー部分１’と第２カプラー部分６’とを含む第１回転自在
カプラーが第２ＳＡＷ装置３への接続を容易にするために配備されている。
【０００４】 図１に図示の型の構造は、製造公差の結果として、カプラーの第１部分１（ま
たは１’）とカプラーの第２部分６（または６’）との間に一定のエアギャップ
を保持することが困難であるという問題点がある。さらに軸４がハウジング７に
対して回転させられる時、カプラーの第１部分と第２部分との間の間隙が使用さ
れる種々の部品の偏心性の結果として変動する傾向がある。このようなカプラー
の第１部分と第２部分との間の不定なエアギャップと、軸の回転に際してのこの
エアギャップのサイズの変動とによって、ＳＡＷ装置から誘導される信号の解釈
が非常に困難になり、トルクの測定精度が限定される。
【０００５】 前記のような問題点を解決するため、本発明は回転軸上に搭載可能の第１部分
と、回転軸上に前記第１部分に対して並置関係に搭載可能の第２部分とを含み、
前記第１部分と第２部分はこれらの部分を電気的に結合するためのそれぞれの導
線を備え、また前記第１および第２部分の間に所定の実質的に一定の環状間隙を
保持する手段と、前記第１部分が前記軸と共に回転する際に前記第２部分の回転
を防止するためこの第２部分上に備えられた手段とを含む電気信号結合装置を提
供する。
【０００６】 それ自体軸を搭載するハウジングの中に電気信号結合装置が取付けられる通常
の場合においては、ハウジングは電気信号結合装置の第２部分を包囲するクリア
ランス・スペースを備え、電気信号結合装置は第２部分の回転を防止するために
ハウジングに係合する手段を備える。このような構造を使用する場合、電気信号
結合装置の第１部分が軸と共に回転する際に、電気信号結合装置の第２部分は回
転しないように保持されるが、第１部分から一定間隙に保持される。もしその結
果としてハウジングに対する第２部分の放射方向または縦方向運動が生じれば、
これはクリアランス・スペースによって吸収される。それにも関わらず、第２部
分の回転は回転防止手段によって防止される。
【０００７】 本発明の１実施態様において、電気信号結合装置の第２部分は第１部分の上に
すべり軸受、玉軸受またはころ軸受によって搭載される。他の実施態様において
、第２部分が軸上に軸受によって取付けられまた第１部分に隣接して前記軸受に
よって保持されるように配置される。軸の回転は電気信号結合装置の第２部分を
搭載する軸受によって調整される。この軸受を軸上に第１部分を支承する部材に
直接に隣接して配置することができるので、軸の回転中に第１部分と第２部分の
相対的横方向または縦方向運動は生じない。
【０００８】 以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明するが、本発明はこれら
の実施例によって限定されるものではない。
【０００９】 図２について述べれば、図示の電気的結合装置１０は第１部分１１を含み、こ
の第１部分はカラー１２上に取付けられ、このカラーそのものが軸３上に取付け
られている。第１部分１１は伝送線を成す導線を含む。これらの導線がＳＡＷト
ランスデューサ１５に接続され、このトランスデューサ１５そのものが軸１３の
表面上に取付けられている。前記の第１結合部分１１は第２結合部分１６によっ
て包囲され、この第２結合部分は伝送線を有し、この伝送線は装置の使用中に第
１部分１１の伝送線と電気的に結合される。第２結合部分１６はキャリヤ１７の
中に取付けられ、このキャリヤ１７は第１部分１１上に玉軸受１８によって取付
けられる。玉軸受１８は、カラー１２の外側面に備えられた内側レースと、キャ
リヤ１７の内側面上に形成された外側レースと、複数のボールとによって形成さ
れる。軸受の正確な形状は本発明にとって決定的に重要ではなく、任意の玉軸受
、ころ軸受またはすべり軸受を使用することができる。またキャリヤ１７は第２
結合装置の第２部分１６’を担持し、この第２結合装置の第１部分１１’はカラ
ー１２上に取付けられまた第２ＳＡＷ装置１４に接続されている。
【００１０】 ケーブル２７が第２部分１６，１６’の伝送線から適当な電子回路まで延在し
、ＳＡＷ装置に対して励磁信号を加えまたＳＡＷ装置によって発生された信号を
分析して軸１３に加えられたトルクを測定する。
【００１１】 結合装置の第２部分１６，１６’がカラー１２上に１つの軸受によって搭載さ
れているので、第１部分１１，１１’の第２部分１６，１６’は高度の精度をも
って同心であり、一方の部分が他方の部分に対して回転する際に同心状態にとど
まる。
【００１２】 製造公差および軸１３とその取付けられたハウジング１９との間の可能なる偏
心性を許容するため、ハウジング１９の中に形成されたクリアランス・スペース
の中に結合装置のキャリヤ１７が搭載されている。部品と組立ての変動を収容す
るためキャリヤ１７の回りに放射方向間隙と軸方向間隙とが備えられている。キ
ャリヤ１７に固着されたピン２１がクリアランス孔２２の中に配置されて、ハウ
ジングに対するキャリヤ１７の回転、従って第２部分１６，１６’の回転を防止
する。この構造により、接続ケーブル２７に対して歪みが加えられることなく、
また同時に結合装置が軸の回転に際して一定限度ハウジングに対して運動自在で
ある。
【００１３】 図２に図示の構造の場合、結合装置の第２部分１６，１６’は玉軸受１８によ
って第１部分１１，１１’上に取付けられているが、本発明の主旨の範囲内にお
いてその他の構造が可能である。
【００１４】 本発明の他の実施態様を図３に図示する。この実施態様において、第１部分１
１，１１’は内側キャリヤ２６上に取付けられこの内側キャリヤそのものが放射
方向ウエブ２９によってスリーブ２８に固着されている。スリーブ２８はこのス
リーブと一体的に形成されたリッジ３０によって軸４上に保持され、このリッジ
が軸の中に形成されたグルーブ３１の中に受けられている。スリーブ２８は適当
手段によって軸に対して回転しないように保持されている。当業者には明かなよ
うに、スリーブ２８中のウインド３２がＳＡＷトランスデューサ取付けスペース
を与える。ＳＡＷ装置は適当な線（図示されていない）によって第１結合部分１
１，１１’上に形成された伝送線に接続される。
【００１５】 結合装置の第２部分１６，１６’そのものは外側キャリヤ３３上に取付けられ
る。外側キャリヤ３３は保持器付き玉軸受３４によって内側キャリヤ３６上に取
付けられている。二、三の場合にはプラスチック軸受の使用が望ましいが、図３
に図示の構造においては、比較的小数のボールが使用される限り金属玉軸受を使
用する事もできる。このような構造は保持器付き玉軸受３４を使用する場合にも
可能である。
【００１６】 図４．１乃至図４．６について述べれば、本発明の他の種々の実施態様が図示
されている。
【００１７】 図４．１の構造において、結合装置の第２部分１６，１６’がキャリヤ２３の
中に取付けられ、このキャリヤ２３そのものが軸受２４によって軸（図示されて
いない）上に取付けられている。軸受２４は軸上にスリーブ１１Ａに隣接して付
けられ、このスリーブ上に結合装置の第１部分１１，１１’が取付けられている
。軸受２４が結合装置の第１部分１１，１１’に隣接配置され、またキャリヤ２
３のサイズが比較的小さいので、結合装置の第２部分１６，１６’は第１部分１
１，１１’に対して同心的にまた等間隔に保持される。
【００１８】 図４．２の構造は全体として図２の構造に類似しているが、結合装置の第１部
分１１，１１’が一体的スリーブ部分１１Ａ上に形成されて軸上に取付けられて
いる。結合装置の第２部分１６，１６’は非導電性ボールレース１８によって第
１部分１１，１１’上に搭載されている。
【００１９】 図４．３において、コイル装置の第２部分１６，１６’はキャリヤ２３によっ
て第１部分１１，１１’上に取付けられ、このキャリヤ２３は第１部分のスリー
ブ部分１１Ａと共にすべり軸受２５を形成している。
【００２０】 図４．４の実施態様において、結合装置の第２部分１６，１６’は同様にすべ
り軸受２５によって第１部分１１，１１’の上に搭載されている。
【００２１】 図４．３と図４．４のいずれにおいても、すべり軸受構造は通常、一方または
両方の軸受部品をプラスチック材料で形成することによって構成されることがで
きる。
【００２２】 図４．５および図４．６は結合部分を相互に軸方向に離間された配置で取付け
るのに適した構造である。このように取付けられた結合部分は軸の回転に際して
これらの結合部分間に一定のまたは実質的に一定の間隙を必要とする。これは通
常、第２結合部分１６，１６’を軸上に第１結合部分１１，１１’の取付け部位
に隣接配置する（図４．５）ことにより、または第２結合部分を玉軸受１８を介
して第１結合部分の上に取付ける（図４．６）ことによって達成される。
【００２３】 図４に図示の構造はそれぞれその使用中に第２結合部分を包囲するハウジング
に対するこれらの第２結合部分の回転を防止する手段を利用する。この構造は、
図２について前述したように大径の孔２２の中で作用する固定ピン２１、または
その他の適当な回転拘束構造から成ることができる。
【００２４】 図２，図３，図４．２，図４．３，図４．４および図４．６の構造は、これら
の構造を必要とする軸の上に載置する前に、結合装置全体をユニットとして組立
てまたベンチ・テストすることができる点で特に望ましい。これは図１に図示の
ような先行技術において、第１結合部分を軸上に取付け、また第２結合部分をハ
ウジング上に取付け、従って、結合装置を使用する製品の製造に際してハウジン
グが軸に対して組立てられるまでは完全な結合装置が形成されない構造と相違す
る。
【００２５】 図５乃至図７について述べれば、第１結合部分１１と第２結合部分１６との他
の可能な構造を示す。各結合部分が適当な非導電性材料から成るベース・リング
３５を含む。ベース・リング３５は例えば射出成形物とすることができる。各ベ
ース・リングはそれぞれの放射方向内側面と外側面とを導電性金属層で被覆する
ことができる。この導電性層は、任意適当な手段、例えば真空蒸着、電気メッキ
、スクリーン印刷、またはベース・リング３５の面に対する薄い金属ストリップ
の接着によって備えることができる。各リングはその一方の軸方向面の中に溝穴
３６を形成されている。溝穴３６は導電性物質を収容し、この物質がそれぞれの
リングの放射方向内側面と放射方向外側面とを電気的に接続する。両方のリング
の放射方向外側面にアース線に対する適当な接続手段が備えられる。第１結合部
分１１の外側面上に信号ワイヤ３８に対する接続手段が備えられ、これに対して
第２結合部分１６の放射方向内側面上に信号ワイヤ３９に対する接続手段が備え
られる。第１結合部分１１の外側面上の導電性被覆が、ワイヤ３７とワイヤ３８
の接続部位の間の間隙４０において破断されている。第２結合部分１６の内側面
上の導電性被覆が信号ワイヤ３９の接続部位と外側リング３５の溝穴３６との間
の間隙４１において破断されている。前述の構造により、結合装置を比較的低コ
ストで製造することができ、また自動車工業において使用するのに必要な強固な
機械的および電気的特性を結合装置に与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 先行技術の電気信号結合装置の実施態様の部分的断面図
【図２】 本発明の実施態様の部分的概略断面図
【図３】 本発明の第２実施態様の部分的概略断面図
【図４】 それぞれ本発明の他の実施態様を示す部分的概略断面図
【図５】 所要の結合部分を組立てるための概略平面図
【図６】 所要の結合部分を組立てるための垂直側面図
【図７】 所要の結合部分を組立てるための垂直側面図
【符号の説明】
１０ 電気信号結合装置 １１，１１’ 第１部分 １３ 回転自在軸 １４，１５ ＳＡＷトランスデューサ装置 １６，１６’ 第２部分 １７ キャリヤ １８ 玉軸受 ２１ ピン ２２ クリアランス孔 ２３ キャリヤ ２４ 軸受 ２５ すべり軸受 ２６ 内側キャリヤ ２８ スリーブ ２９ ウエブ ３１ グルーブ ３２ ウインド ３３ 外側キャリヤ ３４ 保持器付き玉軸受 ３５ ベースリング ３６ 溝穴 ３７ アースワイヤ ３８，３９ 信号ワイヤ ４０ 外側面 ４１ 内側面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ジョン、ベクリー イギリス国オックスフォード、カウレイ、 ドッジソン、ロード、29 Ｆターム(参考） 2F073 AA35 AB11 BB02 FF07 FF12 5K012 AA01 AA03 AB03 BA19

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転軸上に搭載可能の第１部分と、回転軸上に前記第１部分に対して並置関係
    に搭載可能の第２部分とを含み、前記第１部分と第２部分はこれらの部分を電気
    的に結合するためのそれぞれの導線を備え、また前記第１部分および第２部分の
    間に所定の実質的に一定の環状間隙を保持する手段と、前記第１部分が前記軸と
    共に回転する際に前記第２部分の回転を防止するためこの第２部分上に備えられ
    た手段とを含む電気信号結合装置。
  2. 【請求項２】 前記結合装置の前記第２部分が前記第１部分の上に軸受によって搭載されるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の電気信号結合装置。
  3. 【請求項３】 前記結合装置の前記第２部分が軸受によって前記軸上に搭載されまた前記第１
    部分に隣接して保持されるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の
    電気信号結合装置。
  4. 【請求項４】 各電気信号結合装置の第１部分がこれらの第１部分に共通な１つのキャリヤ上
    に取付けられ、また各電気信号結合装置の第２部分がこれらの第２部分に共通な
    １つのキャリヤ上に取付けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
    記載の２つの電気信号結合装置を含むカプラー。
  5. 【請求項５】 第１電気信号結合装置が第２電気信号結合装置から軸方向に離間されているこ
    とを特徴とする請求項４に記載のカプラー。
  6. 【請求項６】 電気信号結合装置の第２部分のキャリヤが第１部分のキャリヤ上に、第１電気
    信号結合装置と第２電気信号結合装置との間に軸方向に配置された軸受によって
    取付けられていることを特徴とする請求項５に記載のカプラー。
  7. 【請求項７】 単数の電気信号結合装置または各電気信号結合装置の第２部分が環状であって
    単数の電気信号結合装置または各電気信号結合装置の対応の第１部分を包囲する
    ことを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のカプラー
    。
  8. 【請求項８】 軸と、前記軸上に搭載された請求項１乃至３のいずれかに記載の電気信号結合
    装置と、前記軸を包囲するハウジングと、前記ハウジングと電気信号結合装置の
    前記第２部分との間のクリアランス・スペースと、前記第１部分が軸と共に回転
    する際に第２部分の回転を防止するため前記電気信号結合装置の第２部分上に備
    えられた前記手段と係合するようにハウジング上に備えられた当接部材とを含む
    機械。
  9. 【請求項９】 第２部分の回転を防止するため第２部分上に備えられた前記手段は前記第２部
    分に固着されたピンであり、また前記ハウジング上の当接部材は前記ピンより大
    径を有するハウジング中のアパチュアによって与えられることを特徴とする請求
    項８に記載の機械。
  10. 【請求項１０】 付図について実質的に前述されたような電気信号結合装置。
JP2000620696A 1999-05-25 2000-05-25 電気信号結合装置 Withdrawn JP2003500825A (ja)

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GB9912201.2 1999-05-25
GB9912201A GB2350487B (en) 1999-05-25 1999-05-25 Electrical signal coupling device
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