JP2600794Y2 - 信号伝達機能を有する転がり軸受 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案に係る信号伝達機能を有
する転がり軸受は、例えばステアリングコラムの内側に
ステアリングシャフトを回転自在に支持するのに利用す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車の操舵装置を構成するステアリン
グシャフトは、車体に支持された円環状のステアリング
コラムの内側に、転がり軸受を介して、回転のみ自在に
支持される。上記ステアリングシャフトの後端部にはス
テアリングホイールを固定し、進路変更時には運転者
が、このステアリングホイールを介して、上記ステアリ
ングシャフトを回転させる。

【０００３】上記ステアリングホイール部分には従来か
ら警音器（ホーン）のスイッチを設けており、回転する
ステアリングシャフトと回転しないステアリングコラム
との間で、電気信号の伝達を可能とする必要がある。更
に近年、上記ステアリングホイール部分に、カーオーデ
ィオ用スイッチ、自動車電話用釦類等、上記警音器に比
べて複雑な電気信号のやり取りを必要とするスイッチ類
を設ける場合が増えている。

【０００４】一方、上記転がり軸受は、それぞれが金属
製である外輪と内輪と転動体（玉）とから構成される
が、各部材の接触面には潤滑油の薄膜が存在する為、そ
のままでは上記電気信号を安定して伝達させる事は出来
ない。又、上記ステアリングホイールとステアリングシ
ャフトとの間に、転がり軸受とは別個に信号伝達用のブ
ラシ等を設けると、部品点数の増大に基づく部品管理や
組立作業の繁雑化を招来する。

【０００５】この為従来から、図１０に示す様な転がり
軸受１を利用して、上記ステアリングホイールとステア
リングシャフトとの間での信号伝達を行なっていた。こ
の転がり軸受１は、内周面に外輪軌道２を有する外輪３
と、外周面に内輪軌道４を有する内輪５と、上記外輪軌
道２と内輪軌道４との間に設けられた複数の玉６、６と
を備えている。又、上記外輪３の内周面で上記外輪軌道
２から外れた位置と、上記内輪５の外周面で上記内輪軌
道４から外れた位置とには、それぞれ凹溝７、８を、全
周に亙って形成している。

【０００６】そして、外輪３内周面の凹溝７に、図１１
に示す様な線ばね９を係止し、この線ばね９の両端部に
設けた弾接部１０、１０を、内輪５外周面の凹溝８に弾
接させている。線ばね９の主部１１と凹溝７と、各弾接
部１０、１０と凹溝８とは、それぞれ金属同士が直接接
触する為、上記外輪３と内輪５とは電気的に導通し、こ
れら外輪３と内輪５との間での電気信号の伝達が自在と
なる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】本考案の信号伝達機能
を有する転がり軸受は、外輪３と内輪５との間での電気
信号の伝達を、常に良好な状態で行なえる様にするもの
である。

【０００８】図１０〜１１に示した従来構造の場合、線
ばね９の弾接部１０、１０と凹溝８とが摺接しつつ、電
気信号の伝達を行なわせる為、伝達される信号にノイズ
が混入し易い。この為、自動車電話等の複雑な電気信号
を伝達する場合に、通話先を間違える等の誤動作を生じ
る可能性を否定出来ない。

【０００９】これに対し、例えば社団法人自動車技術会
が１９８７年に発行した『自動車技術ハンドブック』Vo
l.41,No.2 には、光送受信モジュールを使用してステア
リングホイール部分に設けたスイッチから車体側に設け
た各種機器に信号を送る構造が記載されており、又、こ
の構造は一部の自動車で実際に使用されている。

【００１０】ところが、この従来構造の場合、ステアリ
ングコラムの内側にステアリングシャフトを回転自在に
支持する為の転がり軸受とは独立した光通信モジュール
を使用する為、部品点数が増大し、部品管理や組立作業
が繁雑化する。又、光通信モジュールの設置スペースが
嵩み、ステアリング装置の一部が大型化する。

【００１１】これに対して、特開昭６３−２５０８７０
号公報には、ボールベアリングを介して互いに相対回転
自在に組み合わされた発光部収容ケースと受光部収容ケ
ースとの中心部にそれぞれ支持固定した発光素子と受光
素子とをアキシアル方向に対向させ、互いに相対回転す
る部材同士の間で光通信を行なう、ロータリフォトカプ
ラに関する考案が記載されている。ところが、この公報
に記載された考案の場合には、上記発光部収容ケースと
受光部収容ケースとの中心部に上記発光素子と受光素子
とを支持固定している為、通常の転がり軸受と同様に使
用する事ができない。具体的には、ステアリングコラム
等のハウジングの内側に、ステアリングシャフト等の軸
を回転自在に支持する様な用途には使用できない。本考
案の信号伝達機能を有する転がり軸受は、上述の様な事
情に鑑みて考案されたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本考案の信号伝達機能を
有する転がり軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪
と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、上記外輪軌道と
内輪軌道との間に設けられた複数の転動体と、上記外輪
と内輪との内の一方に支持され、伝達すべき信号に応じ
て発光する発光素子と、上記外輪と内輪との内の他方
で、上記発光素子からの光を受られる位置に支持された
受光素子とを備える。そして、この受光素子及び上記発
光素子、並びにこれら両素子を通じて伝達する信号を送
る為に上記外輪及び内輪に組み付ける部材の総てを、上
記外輪の外周面よりも直径方向外方に突出しない外径側
仮想円筒面と、上記内輪の内周面よりも直径方向内方に
突出しない仮想円筒面とにより直径方向両側を仕切られ
るラジアル空間内に配置している。

【００１３】

【作用】上述の様に構成される本考案の信号伝達機能を
有する転がり軸受の場合、信号送り出し側に、発光素子
を支持した内輪又は外輪を固定し、信号受取り側に、受
光素子を支持した外輪又は内輪を固定する。この状態で
電気信号を送る場合、送るべき電気信号に応じて上記発
光素子が発光し、その光を受光素子が受ける。発光素子
と受光素子との間での光による信号伝達は、ノイズを生
じる事なく良好に行われる。又、ディジタル信号を伝達
する事も容易である為、複雑な信号を確実に伝達出来
る。

【００１４】又、上記発光素子及び受光素子、並びにこ
れら両素子を通じて伝達する信号を送る為に上記外輪及
び内輪に組み付ける部材の総てが、外輪の外周面よりも
直径方向外方に突出したり、或は内輪の内周面よりも直
径方向内方に突出したりする事がない。この為、本考案
の信号伝達機能を有する転がり軸受は、一般的な転がり
軸受と同様に、内輪をステアリングシャフト等の軸に外
嵌固定すると共に、外輪をステアリングコラム等のハウ
ジングに内嵌固定する事ができる。従って、信号伝達機
能を有する転がり軸受を介して、上記軸とハウジングと
を互いに同心に、且つ互いの相対回転を自在に支持する
事が出来る。

【００１５】

【実施例】図１〜３は本考案の第一実施例を示してい
る。外輪３の内周面に形成した外輪軌道２と、内輪５の
外周面に形成した内輪軌道４との間には、環状の保持器
１２により保持された複数の玉６、６を、転動自在に設
けている。又、上記外輪３の一端（図１、３の左端）開
口部内周縁にはシール環１３の外周縁を支持し、このシ
ール環１３の内周縁を上記内輪５の端部外周縁に摺接さ
せて、上記開口部を塞いでいる。

【００１６】又、上記外輪３の内周面４箇所位置には、
発光ダイオード等、電気信号に応じて発光する発光素子
１４、１４を、円周方向等間隔に支持固定している。一
方、上記外輪３の他端部（図１、３の右端部）外周面に
設けた凹部１５には、信号伝達用の導線（図示せず）の
端部を接続する為のコネクタ１６を設け、導線１７によ
り、このコネクタ１６と上記各発光素子１４、１４とを
接続している。従って、上記発光素子１４、１４及び導
線１７は勿論、上記コネクタ１６も、上記外輪３の外周
面よりも直径方向外方に突出する事はない。尚、上記外
輪３の側面には凹溝１８を形成し、この凹溝１８内に上
記導線１７を配設している。

【００１７】更に、上記内輪５の一部外周面には、フォ
トトランジスタ等、光を受けてこの光に応じた電気信号
を出す受光素子１９を支持固定している。尚、この受光
素子１９は、上記外輪３と内輪５との回転位置関係に拘
らず、上記４個の発光素子１４、１４の内の何れかの発
光素子１４から光を受られる。一方、上記内輪５の端部
（図１、３の右端部）内周面に設けた凹部２０には、信
号伝達用の導線（図示せず）の端部を接続する為のコネ
クタ２１を設け、導線２２により、このコネクタ２１と
上記受光素子１９とを接続している。従って、上記受光
素子１９及び導線２２は勿論、上記コネクタ２１も、上
記内輪５の内周面よりも直径方向内方に突出する事はな
い。又、上記内輪５の側面には凹溝２３を形成し、この
凹溝２３内に上記導線２２を配設している。

【００１８】上述の様に構成される本考案の信号伝達機
能を有する転がり軸受によりステアリングコラムの内側
にステアリングシャフトを回転自在に支持し、ステアリ
ングホイール部分に設けたスイッチ類から送り出された
信号を車体側に送る場合、上記外輪３をステアリングコ
ラムの内周面に内嵌固定し、上記内輪５をステアリング
シャフトの外周面に外嵌固定する。そして、上記スイッ
チ類にその一端を接続した導線の他端を、内輪５内周面
のコネクタ２１に接続し、外輪３外周面のコネクタ１６
にその一端を接続した導線の他端を、車体側に設けた制
御器等の端子に接続する。

【００１９】この状態で上記スイッチ類を操作すると、
車体側に設けた制御器等の信号により上記４個の発光素
子１４、１４が同時に発光する。この結果、上記外輪３
と内輪５との回転方向の位置関係に拘らず、上記受光素
子１９が光を受け、受けた光に応じた電気信号を、コネ
クタ２１にその一端を接続した導線を通じて、上記スイ
ッチ類側に設けた別の制御器等に送る。光により信号の
伝達を行なう場合、短時間に多量の情報を、エラーなく
伝達出来る。

【００２０】又、転がり軸受中に発光素子１４、１４と
受光素子１９とを組み付けている為、ステアリングコラ
ムの内側にステアリングシャフトを支持する組み付け作
業と、両部材間で信号を伝達する為の構造の組み付け作
業とを同時に行える。更に、上記発光素子１４、１４及
び受光素子１９、並びにこれら両素子１４、１９を通じ
て伝達する信号を送る為に上記外輪３及び内輪５に組み
付ける部材である、コネクタ１６、２１、導線１７、２
２の総てが、上記外輪３の外周面よりも直径方向外方に
突出したり、或は内輪５の内周面よりも直径方向内方に
突出したりする事がない。この為、本考案の信号伝達機
能を有する転がり軸受は、一般的な転がり軸受と同様
に、上記内輪３をステアリングシャフト等の軸に外嵌固
定すると共に、上記外輪５をステアリングコラム等のハ
ウジングに内嵌固定する事ができる。従って、信号伝達
機能を有する転がり軸受を介して、上記軸とハウジング
とを互いに同心に、且つ互いの相対回転を自在に支持す
る事ができる。

【００２１】尚、発光素子１４を、透明又は半透明の合
成樹脂等により外輪３の全周に亙る円環状に造られた導
光体の一部に埋設し、この導光体により上記発光素子１
４の光を上記外輪３内周面の全周に導けば、発光素子１
４を円周方向１箇所に設けるのみで足りる。但し、上記
導光体の表面形状を工夫する事で、この導光体の内周面
が光る様にする。

【００２２】次に、図４は本考案の第二実施例を示して
いる。本実施例の場合、リング状の発光素子１４を外輪
３の内周面に、その全周に亙って設けている。この結
果、内輪５の外周面に支持固定した受光素子１９には、
外輪３と内輪５との回転位置関係に拘らず、常に同じ強
さの光が届く様になる。

【００２３】次に、図５〜６は本考案の第三実施例を示
している。本実施例の場合、複列玉軸受に本考案を適用
している。又、発光素子１４、コネクタ１６、導線１７
を、合成樹脂製の保持体２４の射出成形時に包埋する事
で、これら各部材１４、１６、１７を一体に取り扱える
様にしている。尚、上記保持体２４の一部で、発光素子
１４を包埋した部分は、リング状に形成されている。
又、受光素子１９、コネクタ２１、導線２２を、やはり
保持体２５に包埋する事で、これら各部材１９、２１、
２２を一体に取り扱える様にしている。そして、これら
各保持体２４、２５を、外輪３及び内輪５の端部に、接
着剤等により固定している。

【００２４】更に、上記外輪３の端部内周縁部で、これ
ら各保持体２４、２５を固定した側には、シール環１３
の外周縁を支持し、このシール環１３の内周縁を、上記
内輪５の端部外周面に摺接させている。

【００２５】次に、図７〜８は本考案の第四実施例を示
している。本実施例の場合、玉６、６と発光素子１４及
び受光素子１９との間にシール環２６を設けて、玉６、
６部分に存在する潤滑油が、上記発光素子１４及び受光
素子１９の表面に付着するのを防止している。

【００２６】次に、図９は本考案の第五実施例を示して
いる。本実施例の場合、外輪３と内輪５との間に、発光
素子１４と受光素子１９とによる信号伝達手段を設ける
のに加えて、前記従来構造の場合と同様に、図１１に示
す様な形状を有する線ばね９を設けている。そしてこの
線ばね９を通じて、ステアリングホイール部分に設けた
スイッチ類と電源とを通じさせたり、或は警音器用信号
等の簡単な信号の伝達を行なえる様にしている。

【００２７】尚、図示はしないが、本考案が玉軸受以外
の転がり軸受にもそのまま適用出来る事は明らかであ
る。

【００２８】

【考案の効果】本考案の信号伝達機能を有する転がり軸
受は、複雑な信号でもエラーなく確実に伝達可能である
為、各種回転支持部分に組み込んで、回転部分と固定部
分との間で多くの情報を伝達する事が可能となる。又、
信号伝達用の部品と転がり軸受とが一体に設けられてい
る為、部品管理や組立作業の簡略化も図れる。更に、信
号伝達機能を有する転がり軸受を一般的な転がり軸受と
同様に取り扱える為、ハウジングと軸とを同心に、且つ
相対回転自在に支持する作業を容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例を示す断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】図２の拡大Ｂ−Ｂ断面図。

【図４】本考案の第二実施例を示す、図２と同様の断面
図。

【図５】本考案の第三実施例を示す断面図。

【図６】図５のＣ部拡大図。

【図７】本考案の第四実施例を示す断面図。

【図８】図７のＤ部拡大図。

【図９】本考案の第五実施例を示す断面図。

【図１０】従来構造の１例を示す断面図。

【図１１】線ばねを図１０の側方から見た図。

【符号の説明】

１ 転がり軸受 ２ 外輪軌道 ３ 外輪 ４ 内輪軌道 ５ 内輪 ６ 玉 ７ 凹溝 ８ 凹溝 ９ 線ばね １０ 弾接部 １１ 主部 １２ 保持器 １３ シール環 １４ 発光素子 １５ 凹部 １６ コネクタ １７ 導線 １８ 凹溝 １９ 受光素子 ２０ 凹部 ２１ コネクタ ２２ 導線 ２３ 凹溝 ２４ 保持体 ２５ 保持体 ２６ シール環

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０８Ｃ 23/04 Ｇ０８Ｃ 23/00 Ｂ Ｈ０４Ｂ 10/10 10/22 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 10/10 - 10/22

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周
   面に内輪軌道を有する内輪と、上記外輪軌道と内輪軌道
   との間に設けられた複数の転動体と、上記外輪と内輪と
   の内の一方に支持され、伝達すべき信号に応じて発光す
   る発光素子と、上記外輪と内輪との内の他方で、上記発
   光素子からの光を受られる位置に支持された受光素子と
   を備え、この受光素子及び上記発光素子、並びにこれら
   両素子を通じて伝達する信号を送る為に上記外輪及び内
   輪に組み付ける部材の総てを、上記外輪の外周面よりも
   直径方向外方に突出しない外径側仮想円筒面と、上記内
   輪の内周面よりも直径方向内方に突出しない仮想円筒面
   とにより直径方向両側を仕切られるラジアル空間内に配
   置した信号伝達機能を有する転がり軸受。