JP3734957B2 - 分離トランスを備えたモジュール組立方法及びその仮組付治具並びに分離トランスの仮組み付け体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気エネルギーや電気信号を非接触で伝達できる分離トランスを備えたモジュール組立方法及びその仮組付治具に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
従来、例えば、エアバッグの内蔵された車両のステアリング装置において、ハンドルのインフレータに起爆用電力を伝達するに当たって、ハンドルとステアリングシャフトとの間にステアリングコネクタを介在させて電力の伝達を行っていた。このステアリングコネクタは、ステータ側ケースとロテータ側ケースとを組み合わせて形成される空間内にフラットケーブルを巻回して収納したもので、ハンドルを左右に回転させるに応じて、巻回されたフラットケーブルが、ハンドルとステアリングシャフトとの電気的な接続を維持しつつ、しまり方向に巻かれたり、ゆるみ方向に緩んだりする構造を有している。しかし、このような構造を有するステアリングコネクタを使用すると、ハンドル操舵時等に生じるケース同士の摺動音や車両の振動時にフラットケーブルとケースとがぶつかり生じる打音等の音が生じ、車両室内の騒音の原因となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような不都合を解決するために、電力や電気信号を非接触で伝達できる回転トランスをハンドルとステアリングシャフトとの間に組み込む構造が考えられる。かかる回転トランスは、ステータ側コアと、ロテータ側コアと、これらのコア間に介在され、各コアを互いに相対回転させるための、例えば、回転ベアリング等の回転機構等を備えている。しかし、このような回転トランスを使用してもステータ側コアとロテータ側コアとの相対的な回転に伴う摺動騒音は依然として発生する。
【０００４】
一方、かかる摺動騒音を低下させるために上述の回転トランスの構成要素をケースハウジング内に収容する方法も考えられる。しかし、この方法では、回転トランスに関する装置全体の大きさが大きくなり、組み付け後にステアリングモジュール付近において大きな空間を占めてしまい適当でない。又、装置の構造も複雑になり、コスト低減に反する。
【０００５】
従って、回転トランスのステータ側コアとロテータ側コアとが、完全に非接触の状態で対向配置されるように回転トランスを備えたモジュールを組み立てることが望まれる。一方、ステータ側コアとロテータ側コア間で電力や電気信号を効率良く伝達するために、各コアのギャップが常に所定範囲になるように組み立てる必要がある。更には、ロテータ側コアの回転中、各コアの回転中心のずれが常に所定範囲内にあることも必要である。
【０００６】
しかし、ステータ側コアとロテータ側コアとを非接触状態を保ちながらこのように厳しい許容範囲内で対向配置させてモジュールを組み付けることは非常に難しい。特に、このような組み付け作業を、車両のメインアセンブリラインのような作業時間の限定された組立ラインで行うことは困難である。
【０００７】
本発明の目的は、分離トランスの１次側コアと２次側コアとを互いに所定の配置関係に保持しながら分離トランスを備えたモジュールを組み立てることのできる、分離トランスを備えたモジュール組立方法及びその仮組付治具を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法は、分離トランスの１次側コアおよび２次側コアの周縁部において前記１次側コアおよび２次側コアの互いに対向するコア面、前記１次側コアの外面、および前記２次側コアの外面にそれぞれ係合する係合部を備えた治具を用いて前記１次側コアと２次側コアとを互いに所定の配置関係に保持しながら仮組み付けし、これらの１次側コアと２次側コアとの仮組み付け状態を保持したまま、前記分離トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させて分離トランスを備えたモジュールを組み立て、その後、前記治具を取り外すことを特徴としている。
【０００９】
トランスコア間にベアリング等の回転機構やスペーサ等が介在しない分離トランスを、単純な組み立て作業で所定の配置関係を保持したまま１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させることができる。
【００１０】
又、本発明の請求項２に係る仮組付治具は、分離トランスの１次側コアと２次側コアとを互いに所定の配置関係に保持しながら仮組み付けするためのものであって、前記１次側コアと２次側コアとを各コアの対向面に垂直な第１の方向に位置決めする第１の位置決め部と、前記１次側コアと２次側コアとを各コアの対向面に平行な第２の方向に位置決めする第２の位置決め部とを備えることを特徴としている。
【００１１】
分離トランスのトランスコア間のギャップを略一定に保ったまま、分離トランスを仮組み付けすることができ、この仮組み付け状態を保持したまま分離トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させてモジュールを組み立てることができる。従って、モジュール組み立て時にコア間のギャップ調整作業を行う必要がなく、組み立て作業性が格段に向上する。又、電力伝送効率や信号伝送効率に優れた分離トランスをユニット間に介装したモジュールを組み立てることができる。
【００１２】
ちなみに仮組立治具が請求項３に記載するような構造を有する場合には、分離トランスの１次側コアと２次側コアとの仮組み付けを簡単に、しかもこれらの１次側コアと２次側コアと所定の配置関係に精度良く位置決めして仮組み付けを行うことができる。
【００１３】
特に分離トランスが回転トランスの場合、トランスコア間の同心度を略一定に保ったまま、回転トランスを仮組み付けすることができ、この仮組み付け状態を保持したまま回転トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させてモジュールを組み立てることができる。従って、モジュール組み立て時にコア間のギャップ調整や同心度調整の作業を行う必要がなく、組み立て作業性が格段に向上する。
【００１４】
又、回転トランスのステータ側コアとロテータ側コアとが、互いに略同心且つ略一定のギャップを保持したまま非接触で相対回転できるようにモジュールを組み立てることができるので、ステータ側コアとロテータ側コアとが相対回転しても、電力や電気信号を常に効率良く伝送することができる。
更には上述した仮組付治具を用いて、予め１次側コアと２次側コアとを仮組み付けした状態の分離トランスの仮組み付け体をモジュールの組み付けに提供するようにすれば、分離トランスを備えたモジュールの組み立てを容易に行うことが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法及びその仮組付治具について説明する。
【００１６】
本発明の一実施形態に係る組み立て方法によって組み立てられたステアリングモジュール１は、図１に示すように、回転トランス１０を構成するステータ側コア（１次側コア）１２及びロテータ側コア（２次側コア）１３と、ステータ側コア１２が取り付けられたシャフトユニット（１次側ユニット）２０と、ロテータ側コア１３が取り付けられたハンドルユニット（２次側ユニット：図示せず）等とから構成されている。
【００１７】
シャフトユニット２０は、ステアリングシャフト２１、ステアリングコラム２２、ベアリング２３等から構成されている。ステアリングシャフト２１は、ステアリングコラム２２に挿通され、ステアリングシャフト２１の端部がステアリングコラム２２の端面から一定の長さだけ突出した状態でベアリング２３によってステアリングコラム２２に支承されている。尚、ステアリングシャフト２１は、正確な外径寸法を保って作られており、その中心軸線を基準軸線とすることができる。ベアリング２３は、ステアリングシャフト２１の長手方向所定位置に嵌合されている。ロテータ側コア１３をシャフト長手方向所定位置に位置決めするためのスペーサ２５がステアリングシャフト２１の端部から差し込まれ、スペーサ２５の一端がベアリング２３のインナーレース２３ａに当接している。
【００１８】
ロテータ側コア１３は、電気絶縁性を有する絶縁素材と軟質磁性材とを含む混合軟質磁性材等よりなる円板型形状を有し、その一側には、コイル配設面１３ｋが形成され、このコイル配設面１３ｋには、平角巻き線等の巻き線により形成され、電力伝送又は信号伝送を行うコイル１３ｃが配設されている。又、ロテータ側コア１３の中央部にはシャフト貫通孔１３ｂが穿設されている。このシャフト貫通孔１３ｂは、ステアリングシャフト２１の外径と所定の寸法公差で嵌合する内径を有し、シャフト貫通孔１３ｂの内周面は、ステアリングシャフト２１との同心基準面を形成している。ロテータ側コア１３のコイル配設面側には、シャフト貫通孔１３ｂより大径の凹部１３ｄが形成され、この凹部１３ｄの上面には、スペーサ２５の上端が当接している。シャフト端部に形成されたねじ部（図示せず）には締め付けナット２６が螺合され、ロテータ側コア１３は、この締め付けナット２６とスペーサ２５とによって挟持されている。尚、ロテータ側コア１３の周縁近傍の所定位置には、後述する仮組付部材３０の位置決め係止爪３３が係止するための溝部１３ｓが形成されている。
【００１９】
ステータ側コア１２は、ロテータ側コア１３と同質の材質からなり、且つ同径の円板形状を有している。又、その一側には、コイル配設面１２ｋが形成され、このコイル配設面１２ｋには、ロテータ側コア１３と同様にコイル１２ｃが配設されている。一方、ステータ側コア１２の他側周縁近傍の所定位置には、後述する仮組付部材３０の位置決め係止爪３２が係止する溝部１２ｓが形成されている。ステータ側コア１２の中央部には、スペーサ２５より若干大径のスペーサ貫通孔１２ｂが形成されている。尚、コイルは、各コアに２重に配設されていても良い。これによって、電力伝送と信号伝送とを同時に行うことができる。
【００２０】
ステータ側コア１２は、接着剤Ｂを介してステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに固定されている。尚、接着剤Ｂには、例えば、２液混合タイプのエポキシ樹脂が使用されている。
【００２１】
ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とは、仮組み付け段階で後述する仮組付部材３０を使用することで、互いに略同心及び略同一ギャップＧを保持したまま取り付けられている。
【００２２】
尚、シャフト端部には、図示しないハンドルユニットが取り付けられている。
【００２３】
以上のように構成される回転トランス１０を備えたステアリングモジュール１は、以下の手順で組み立てられる。
【００２４】
まず最初に、回転トランス１０の仮組み付けを行う。具体的には、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とを対向配置させた状態で、例えば４つの仮組付部材３０をコア周縁部に等間隔で係合させる。この仮組付部材３０は、図２及び図３に示すように、例えば、ポリプロピレン等の弾力性を有する樹脂材からなり、断面角型Ｃ字形状を有した部材である。仮組付部材３０の両端部に形成された位置決め係止爪３２，３３は可撓性を有し、その先端部が夫々、両コアの溝部１２ｓ，１３ｓに係合することで、各コア１２，１３の周縁部が仮組付部材３０の内壁側面に当接し、その結果、各コア１２，１３の周縁部が同一面上に位置するように形成されている。上述のように、両コア１２，１３は同一直径を有しているので、４つの仮組付部材３０を略等間隔で両コア１２，１３に係合させることで、両コア１２，１３を略同心に対向配置させることができる。
【００２５】
又、仮組付部材３０の略中央部には、各コア１２，１３のコイル配設面１２ｋ，１３ｋ間に挟まれて、各コアのギャップＧを一定に保つための突起部３４が形成されている。例えば、この突起部３４の厚さは、約０．６mmであり、各コア１２，１３のギャップ許容範囲内に入るようになっている。このような構成を有する同一形状の４つの仮組付部材３０をコア周縁部に略等間隔で係合させることで、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とは互いに略同一のギャップＧを維持したまま仮組み付けされた状態になる。
【００２６】
以上の手順によって、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とを略同心且つ略一定のギャップＧで仮組み付けすることができる。
【００２７】
尚、仮組付部材は、上述のように樹脂でできているので、コア１２，１３への取り付け取り外しに優れ、繰り返し使用することが可能である。
【００２８】
次に、図２に示すように、スペーサ２５をシャフト端部から挿入し、スペーサ２５の下端部をベアリング２３のインナーレース２３ａに当接させる。次いで、ステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに接着剤Ｂを塗布し、仮組付部材３０で仮組み付けされた回転トランス１０をシャフト端部から挿入する。ロテータ側コア１３の同心基準面は、ステアリングシャフト２１と所定の公差で嵌合するので、ロテータ側コア１３は、シャフト中心軸線と略同心を保ったままステアリングシャフト２１に嵌合する。又、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とは、仮組付部材３０で略同心を保持したまま仮組み付けされているので、結果的にステータ側コア１２もシャフト中心軸線と略同心を保ったまま接着剤Ｂに接触する。更に、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とは、略等間隔で係合された４つの仮組付部材３０でギャップＧを一定に保つ。
【００２９】
続いて、締め付けナット２６をステアリングシャフト２１のねじ部（図示せず）に螺合させることで、ロテータ側コア１３をスペーサ２５に密着させる。これによって、ベアリング２３のインナーレース２３ａからシャフト長手方向所定位置に回転トランス１０を配設することができる。
【００３０】
上述の状態のまま接着剤Ｂが硬化するまで放置し、その後、全ての仮組付部材３０を取り外す。これによって、ステータ側コア１２は、ロテータ側コア１３と略同心且つ略同一のギャップを保持したままステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに固定される。ステータ側コア１２を、接着剤Ｂを介してステアリングコラム２２に固定することで、ステータ側コア１２をステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに直接当接させなくて済むので、フランジ部２２ｆの製作精度を厳密に要求しなくても済む。
【００３１】
続いて、ハンドルユニット（図示せず）をシャフト端部に固定すると共に、必要な配線作業を行う。以上の手順で回転トランス１０を備えたステアリングモジュール１の組み立てを終了する。
【００３２】
かかるステアリングモジュール１のハンドルを操舵してステアリングシャフト２１を回転させると、図１に示すように、ステアリングシャフト２１の回転と共にロテータ側コア１３、スペーサ２５、及びベアリング２３のインナーレース２３ａが回転する。一方、ステータ側コア１２は、ステアリングコラム２２に固定されているので、ロテータ側コア１３は、ステータ側コア１２に対向配置された状態で回転する。しかし、上述の通り、ロテータ側コア１３とステータ側コア１２とは、ステアリングシャフト２１の中心軸線と略同軸に取り付けられているので、ロテータ側コア１３の回転中、両コア１２，１３の中心軸線が偏心することはない。同様に、ロテータ側コア１３はステータ側コア１２と一定のギャップＧを保ったまま取り付けられ、且つ締め付けナット２６によってスペーサ２５の上端面に密着固定されているので、ロテータ側コア１３が回転しても、両コア間のギャップＧは変化しない。
【００３３】
又、シャフトユニット２０は非常に頑丈に作られているので、車両走行中の振動等によってもシャフトユニット２０に組み付けられた各コア間の相対的な位置関係のずれは最小限に抑えられる。
【００３４】
上述の実施形態に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法を用いると、ステアリングモジュール１に組み込まれる回転トランス１０のコア間の平均ギャップ距離の許容範囲（例えば、１mm以下）、コア間の最小ギャップ距離の許容範囲（例えば、０．２mm以上）を上述の単純な組み立て作業によって満たすことができる。又、各コア回転中心の偏心距離の許容範囲（例えば、０．６mm以内）を満たすこともできる。従って、ハンドルの操舵によって回転トランス１０の電力伝送効率や信号伝送効率が変化することはない。
【００３５】
尚、上述の実施形態では、ステータ側コア１２は、接着剤Ｂを介してステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに取り付けられたが、これとは異なり、図４に示すように、複数個のスナップ係止部材４０によってステアリングコラム２２に取り付けられるようにしても良い。より詳細に説明すると、ステアリングコラム２２の端部外周面には、コア間ギャップの１／３程度のピッチを有する凹凸部が連続して形成された略円筒形状の係止部材４０ｃが嵌着されている。一方、ステータ側コア１２にも係止部材４０ｓが固定されている。この係止部材４０ｓはコアに固定されるリング部材と、リング部材から垂直下方に延在し、コラム側係止部材４０ｃとスナップ係止するためにコア間ギャップの１／３程度のピッチを有する凹凸部が連続して形成された６つの係止爪とから構成されている。尚、図４において、これらの係止部材４０ｃ，４０ｓのピッチは、実際のピッチより拡大して図示している。
【００３６】
上述の通り、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とを仮組付部材３０によって仮組み付けし、スペーサ２５をステアリングシャフト２１に嵌合し、仮組み付けした回転トランス１０をステアリングシャフト２１に嵌め込み、ナット２６をステアリングシャフト２１に螺合させる。この組み付け作業によって、ロテータ側コア１３がステータ側コア１２と略同一のギャップを維持するように、ステータ側コア１２の係止部材４０ｓは夫々、ステアリングコラム２２の係止部材４０ｃの係止爪と最適な位置でスナップ係合する。その後、４つの仮組付部材３０を取り外すことで、ロテータ側コア１３がステータ側コア１２に対して相対的に回転できるようになる。
【００３７】
上述のような係止部材４０ｃ，４０ｓを使用することによって、ステアリングコラム２２の端面にフランジ部２２ｆを形成する必要はなくなり、フランジ部２２ｆに接着剤Ｂを塗布する工程も不要となる。又、ステアリングコラム２２の端面が精度良く製作されていなくても、回転トランス１０の組み付けに支障をきたすことはない。
【００３８】
尚、図２に示した実施形態と異なり、接着剤Ｂをステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに塗布せずに、仮組み付けした回転トランス１０をステアリングシャフト２１に嵌め込み、ステータ側コア１２とフランジ部２２ｆとの隙間に略等間隔で夫々適当な厚さを有するスペーサを介装してステータ側コア１２とフランジ部２２ｆとをねじ等で固定しても良い。この方法によっても、両コア１２，１３のギャップを略一定に保ったままステータ側コア１２をステアリングコラム２２に固定することができる。
【００３９】
又、仮組付部材３０は上述の実施形態のように４つに限定されず、係止部材４０ｓに形成された係止爪も６つに限定されないことは言うまでもない。
【００４０】
更に又、ステータ側コアとロテータ側コアの直径が異なる場合は、両コアの同心度を確保するように、仮組付部材もこれに合わせて形成することも可能である。
【００４１】
尚、上述の実施形態は仮組付部材３０を用いて回転トランス１０の同心度と同一ギャップＧを保持しながら仮組み付けし、回転トランス１０の仮組み付け状態を保持したままステアリングモジュールを組み付ける方法について説明したが、これとは異なり、本発明に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法を、ドアユニットと車体ユニットとを組み付ける際に、ユニット間に分離トランスを介在させながら組み立てるのに使用しても良い。又、本発明に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法を、トランクリッドを車体に組み付ける際、トランクリッドと車体との間に分離トランスを介装させながら組み立てるのに使用しても良い。更に又、インストルメント・パネルを車体に取り付ける際にも、両者間に分離トランス介装させながら組み付けるのに使用することもできる。これによって、分離トランスの１次側コアと２次側コアとを所定の配置関係を維持したままユニット間に介装させることができ、単純な組み付け作業で分離トランスを備えたモジュールを組み立てることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法は、分離トランスの１次側コアおよび２次側コアの周縁部において前記１次側コアおよび２次側コアの互いに対向するコア面、前記１次側コアの外面、および前記２次側コアの外面にそれぞれ係合する係合部を備えた治具を用いて前記１次側コアと２次側コアとを互いに所定の配置関係に保持しながら仮組み付けし、１次側コアと２次側コアとが、前記仮組み付け状態を保持したまま、前記分離トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させて分離トランスを備えたモジュールを組み立て、その後、前記治具を取り外すことを特徴としている。
【００４３】
トランスコア間にベアリング等の回転機構やスペーサ等が介在しない分離トランスを、単純な組み立て作業で所定の配置関係を保持したまま１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させることができる。
【００４４】
又、本発明の請求項２に係る仮組付治具は、分離トランスの１次側コアと２次側コアとを互いに所定の配置関係に保持しながら仮組み付けするためのものであって、前記１次側コアと２次側コアとを各コアの対向面に垂直な第１の方向に位置決めする第１の位置決め部と、前記１次側コアと２次側コアとを各コアの対向面に平行な第２の方向に位置決めする第２の位置決め部とを備えることを特徴としている。
【００４５】
分離トランスのトランスコア間のギャップを略一定に保ったまま、分離トランスを仮組み付けすることができ、この仮組み付け状態を保持したまま分離トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させてモジュールを組み立てることができる。従って、モジュール組み立て時にコア間のギャップ調整作業を行う必要がなく、組み立て作業性が格段に向上する。又、電力伝送効率や信号伝送効率に優れた分離トランスをユニット間に介装したモジュールを組み立てることができる。
【００４７】
分離トランスが回転トランスの場合、トランスコア間の同心度及びギャップを略一定に保ったまま、回転トランスを仮組み付けすることができ、この仮組み付け状態を保持したまま回転トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させてモジュールを組み立てることができる。従って、モジュール組み立て時にコア間のギャップ調整や同心度調整の作業を行う必要がなく、組み立て作業性が格段に向上する。
【００４８】
又、回転トランスのステータ側コアとロテータ側コアとが、互いに略同心且つ略一定のギャップを保持したまま非接触で相対回転できるようにモジュールを組み立てることができるので、ステータ側コアとロテータ側コアとが相対回転しても、電力や電気信号を常に効率良く伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る、分離トランスを備えたモジュール組立方法によって組み立てられたステアリングモジュール１の一部断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る、分離トランスを備えたモジュール組立方法によるステアリングモジュール１の組み立て状態を示す一部断面図である。
【図３】図３は、図２の左半部を部分的に拡大して示す図である。
【図４】図４は、スナップ係止部材４０を利用した、ステアリングモジュール１の組み立て状態を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１ ステアリングモジュール
１０ 回転トランス
１２ ステータ側コア
１３ ロテータ側コア
２０ シャフトユニット
２１ ステアリングシャフト
２２ ステアリングコラム
２３ ベアリング
２５ スペーサ
２６ 締め付けナット
３０ 仮組付部材
３２，３３ 位置決め係止爪
３４ 突起部
４０ スナップ係止部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気エネルギーや電気信号を非接触で伝達できる分離トランスを備えたモジュール組立方法及びその仮組付治具に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
従来、例えば、エアバッグの内蔵された車両のステアリング装置において、ハンドルのインフレータに起爆用電力を伝達するに当たって、ハンドルとステアリングシャフトとの間にステアリングコネクタを介在させて電力の伝達を行っていた。このステアリングコネクタは、ステータ側ケースとロテータ側ケースとを組み合わせて形成される空間内にフラットケーブルを巻回して収納したもので、ハンドルを左右に回転させるに応じて、巻回されたフラットケーブルが、ハンドルとステアリングシャフトとの電気的な接続を維持しつつ、しまり方向に巻かれたり、ゆるみ方向に緩んだりする構造を有している。しかし、このような構造を有するステアリングコネクタを使用すると、ハンドル操舵時等に生じるケース同士の摺動音や車両の振動時にフラットケーブルとケースとがぶつかり生じる打音等の音が生じ、車両室内の騒音の原因となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような不都合を解決するために、電力や電気信号を非接触で伝達できる回転トランスをハンドルとステアリングシャフトとの間に組み込む構造が考えられる。かかる回転トランスは、ステータ側コアと、ロテータ側コアと、これらのコア間に介在され、各コアを互いに相対回転させるための、例えば、回転ベアリング等の回転機構等を備えている。しかし、このような回転トランスを使用してもステータ側コアとロテータ側コアとの相対的な回転に伴う摺動騒音は依然として発生する。
【０００４】
一方、かかる摺動騒音を低下させるために上述の回転トランスの構成要素をケースハウジング内に収容する方法も考えられる。しかし、この方法では、回転トランスに関する装置全体の大きさが大きくなり、組み付け後にステアリングモジュール付近において大きな空間を占めてしまい適当でない。又、装置の構造も複雑になり、コスト低減に反する。
【０００５】
従って、回転トランスのステータ側コアとロテータ側コアとが、完全に非接触の状態で対向配置されるように回転トランスを備えたモジュールを組み立てることが望まれる。一方、ステータ側コアとロテータ側コア間で電力や電気信号を効率良く伝達するために、各コアのギャップが常に所定範囲になるように組み立てる必要がある。更には、ロテータ側コアの回転中、各コアの回転中心のずれが常に所定範囲内にあることも必要である。
【０００６】
しかし、ステータ側コアとロテータ側コアとを非接触状態を保ちながらこのように厳しい許容範囲内で対向配置させてモジュールを組み付けることは非常に難しい。特に、このような組み付け作業を、車両のメインアセンブリラインのような作業時間の限定された組立ラインで行うことは困難である。
【０００７】
本発明の目的は、分離トランスの１次側コアと２次側コアとを互いに所定の配置関係に保持しながら分離トランスを備えたモジュールを組み立てることのできる、分離トランスを備えたモジュール組立方法及びその仮組付治具を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法は、分離トランスの１次側コアおよび２次側コアの周縁部において前記１次側コアおよび２次側コアの互いに対向するコア面、前記１次側コアの外面、および前記２次側コアの外面にそれぞれ係合する係合部を備えた治具を用いて前記１次側コアと２次側コアとを互いに所定の配置関係に保持しながら仮組み付けし、これらの１次側コアと２次側コアとの仮組み付け状態を保持したまま、前記分離トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させて分離トランスを備えたモジュールを組み立て、その後、前記治具を取り外すことを特徴としている。
【０００９】
トランスコア間にベアリング等の回転機構やスペーサ等が介在しない分離トランスを、単純な組み立て作業で所定の配置関係を保持したまま１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させることができる。
【００１０】
又、本発明の請求項２に係る仮組付治具は、分離トランスの１次側コアと２次側コアとを互いに所定の配置関係に保持しながら仮組み付けするためのものであって、前記１次側コアと２次側コアとを各コアの対向面に垂直な第１の方向に位置決めする第１の位置決め部と、前記１次側コアと２次側コアとを各コアの対向面に平行な第２の方向に位置決めする第２の位置決め部とを備えることを特徴としている。
【００１１】
分離トランスのトランスコア間のギャップを略一定に保ったまま、分離トランスを仮組み付けすることができ、この仮組み付け状態を保持したまま分離トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させてモジュールを組み立てることができる。従って、モジュール組み立て時にコア間のギャップ調整作業を行う必要がなく、組み立て作業性が格段に向上する。又、電力伝送効率や信号伝送効率に優れた分離トランスをユニット間に介装したモジュールを組み立てることができる。
【００１２】
ちなみに仮組立治具が請求項３に記載するような構造を有する場合には、分離トランスの１次側コアと２次側コアとの仮組み付けを簡単に、しかもこれらの１次側コアと２次側コアと所定の配置関係に精度良く位置決めして仮組み付けを行うことができる。
【００１３】
特に分離トランスが回転トランスの場合、トランスコア間の同心度を略一定に保ったまま、回転トランスを仮組み付けすることができ、この仮組み付け状態を保持したまま回転トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させてモジュールを組み立てることができる。従って、モジュール組み立て時にコア間のギャップ調整や同心度調整の作業を行う必要がなく、組み立て作業性が格段に向上する。
【００１４】
又、回転トランスのステータ側コアとロテータ側コアとが、互いに略同心且つ略一定のギャップを保持したまま非接触で相対回転できるようにモジュールを組み立てることができるので、ステータ側コアとロテータ側コアとが相対回転しても、電力や電気信号を常に効率良く伝送することができる。
更には上述した仮組付治具を用いて、予め１次側コアと２次側コアとを仮組み付けした状態の分離トランスの仮組み付け体をモジュールの組み付けに提供するようにすれば、分離トランスを備えたモジュールの組み立てを容易に行うことが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法及びその仮組付治具について説明する。
【００１６】
本発明の一実施形態に係る組み立て方法によって組み立てられたステアリングモジュール１は、図１に示すように、回転トランス１０を構成するステータ側コア（１次側コア）１２及びロテータ側コア（２次側コア）１３と、ステータ側コア１２が取り付けられたシャフトユニット（１次側ユニット）２０と、ロテータ側コア１３が取り付けられたハンドルユニット（２次側ユニット：図示せず）等とから構成されている。
【００１７】
シャフトユニット２０は、ステアリングシャフト２１、ステアリングコラム２２、ベアリング２３等から構成されている。ステアリングシャフト２１は、ステアリングコラム２２に挿通され、ステアリングシャフト２１の端部がステアリングコラム２２の端面から一定の長さだけ突出した状態でベアリング２３によってステアリングコラム２２に支承されている。尚、ステアリングシャフト２１は、正確な外径寸法を保って作られており、その中心軸線を基準軸線とすることができる。ベアリング２３は、ステアリングシャフト２１の長手方向所定位置に嵌合されている。ロテータ側コア１３をシャフト長手方向所定位置に位置決めするためのスペーサ２５がステアリングシャフト２１の端部から差し込まれ、スペーサ２５の一端がベアリング２３のインナーレース２３ａに当接している。
【００１８】
ロテータ側コア１３は、電気絶縁性を有する絶縁素材と軟質磁性材とを含む混合軟質磁性材等よりなる円板型形状を有し、その一側には、コイル配設面１３ｋが形成され、このコイル配設面１３ｋには、平角巻き線等の巻き線により形成され、電力伝送又は信号伝送を行うコイル１３ｃが配設されている。又、ロテータ側コア１３の中央部にはシャフト貫通孔１３ｂが穿設されている。このシャフト貫通孔１３ｂは、ステアリングシャフト２１の外径と所定の寸法公差で嵌合する内径を有し、シャフト貫通孔１３ｂの内周面は、ステアリングシャフト２１との同心基準面を形成している。ロテータ側コア１３のコイル配設面側には、シャフト貫通孔１３ｂより大径の凹部１３ｄが形成され、この凹部１３ｄの上面には、スペーサ２５の上端が当接している。シャフト端部に形成されたねじ部（図示せず）には締め付けナット２６が螺合され、ロテータ側コア１３は、この締め付けナット２６とスペーサ２５とによって挟持されている。尚、ロテータ側コア１３の周縁近傍の所定位置には、後述する仮組付部材３０の位置決め係止爪３３が係止するための溝部１３ｓが形成されている。
【００１９】
ステータ側コア１２は、ロテータ側コア１３と同質の材質からなり、且つ同径の円板形状を有している。又、その一側には、コイル配設面１２ｋが形成され、このコイル配設面１２ｋには、ロテータ側コア１３と同様にコイル１２ｃが配設されている。一方、ステータ側コア１２の他側周縁近傍の所定位置には、後述する仮組付部材３０の位置決め係止爪３２が係止する溝部１２ｓが形成されている。ステータ側コア１２の中央部には、スペーサ２５より若干大径のスペーサ貫通孔１２ｂが形成されている。尚、コイルは、各コアに２重に配設されていても良い。これによって、電力伝送と信号伝送とを同時に行うことができる。
【００２０】
ステータ側コア１２は、接着剤Ｂを介してステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに固定されている。尚、接着剤Ｂには、例えば、２液混合タイプのエポキシ樹脂が使用されている。
【００２１】
ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とは、仮組み付け段階で後述する仮組付部材３０を使用することで、互いに略同心及び略同一ギャップＧを保持したまま取り付けられている。
【００２２】
尚、シャフト端部には、図示しないハンドルユニットが取り付けられている。
【００２３】
以上のように構成される回転トランス１０を備えたステアリングモジュール１は、以下の手順で組み立てられる。
【００２４】
まず最初に、回転トランス１０の仮組み付けを行う。具体的には、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とを対向配置させた状態で、例えば４つの仮組付部材３０をコア周縁部に等間隔で係合させる。この仮組付部材３０は、図２及び図３に示すように、例えば、ポリプロピレン等の弾力性を有する樹脂材からなり、断面角型Ｃ字形状を有した部材である。仮組付部材３０の両端部に形成された位置決め係止爪３２，３３は可撓性を有し、その先端部が夫々、両コアの溝部１２ｓ，１３ｓに係合することで、各コア１２，１３の周縁部が仮組付部材３０の内壁側面に当接し、その結果、各コア１２，１３の周縁部が同一面上に位置するように形成されている。上述のように、両コア１２，１３は同一直径を有しているので、４つの仮組付部材３０を略等間隔で両コア１２，１３に係合させることで、両コア１２，１３を略同心に対向配置させることができる。
【００２５】
又、仮組付部材３０の略中央部には、各コア１２，１３のコイル配設面１２ｋ，１３ｋ間に挟まれて、各コアのギャップＧを一定に保つための突起部３４が形成されている。例えば、この突起部３４の厚さは、約０．６mmであり、各コア１２，１３のギャップ許容範囲内に入るようになっている。このような構成を有する同一形状の４つの仮組付部材３０をコア周縁部に略等間隔で係合させることで、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とは互いに略同一のギャップＧを維持したまま仮組み付けされた状態になる。
【００２６】
以上の手順によって、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とを略同心且つ略一定のギャップＧで仮組み付けすることができる。
【００２７】
尚、仮組付部材は、上述のように樹脂でできているので、コア１２，１３への取り付け取り外しに優れ、繰り返し使用することが可能である。
【００２８】
次に、図２に示すように、スペーサ２５をシャフト端部から挿入し、スペーサ２５の下端部をベアリング２３のインナーレース２３ａに当接させる。次いで、ステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに接着剤Ｂを塗布し、仮組付部材３０で仮組み付けされた回転トランス１０をシャフト端部から挿入する。ロテータ側コア１３の同心基準面は、ステアリングシャフト２１と所定の公差で嵌合するので、ロテータ側コア１３は、シャフト中心軸線と略同心を保ったままステアリングシャフト２１に嵌合する。又、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とは、仮組付部材３０で略同心を保持したまま仮組み付けされているので、結果的にステータ側コア１２もシャフト中心軸線と略同心を保ったまま接着剤Ｂに接触する。更に、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とは、略等間隔で係合された４つの仮組付部材３０でギャップＧを一定に保つ。
【００２９】
続いて、締め付けナット２６をステアリングシャフト２１のねじ部（図示せず）に螺合させることで、ロテータ側コア１３をスペーサ２５に密着させる。これによって、ベアリング２３のインナーレース２３ａからシャフト長手方向所定位置に回転トランス１０を配設することができる。
【００３０】
上述の状態のまま接着剤Ｂが硬化するまで放置し、その後、全ての仮組付部材３０を取り外す。これによって、ステータ側コア１２は、ロテータ側コア１３と略同心且つ略同一のギャップを保持したままステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに固定される。ステータ側コア１２を、接着剤Ｂを介してステアリングコラム２２に固定することで、ステータ側コア１２をステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに直接当接させなくて済むので、フランジ部２２ｆの製作精度を厳密に要求しなくても済む。
【００３１】
続いて、ハンドルユニット（図示せず）をシャフト端部に固定すると共に、必要な配線作業を行う。以上の手順で回転トランス１０を備えたステアリングモジュール１の組み立てを終了する。
【００３２】
かかるステアリングモジュール１のハンドルを操舵してステアリングシャフト２１を回転させると、図１に示すように、ステアリングシャフト２１の回転と共にロテータ側コア１３、スペーサ２５、及びベアリング２３のインナーレース２３ａが回転する。一方、ステータ側コア１２は、ステアリングコラム２２に固定されているので、ロテータ側コア１３は、ステータ側コア１２に対向配置された状態で回転する。しかし、上述の通り、ロテータ側コア１３とステータ側コア１２とは、ステアリングシャフト２１の中心軸線と略同軸に取り付けられているので、ロテータ側コア１３の回転中、両コア１２，１３の中心軸線が偏心することはない。同様に、ロテータ側コア１３はステータ側コア１２と一定のギャップＧを保ったまま取り付けられ、且つ締め付けナット２６によってスペーサ２５の上端面に密着固定されているので、ロテータ側コア１３が回転しても、両コア間のギャップＧは変化しない。
【００３３】
又、シャフトユニット２０は非常に頑丈に作られているので、車両走行中の振動等によってもシャフトユニット２０に組み付けられた各コア間の相対的な位置関係のずれは最小限に抑えられる。
【００３４】
上述の実施形態に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法を用いると、ステアリングモジュール１に組み込まれる回転トランス１０のコア間の平均ギャップ距離の許容範囲（例えば、１mm以下）、コア間の最小ギャップ距離の許容範囲（例えば、０．２mm以上）を上述の単純な組み立て作業によって満たすことができる。又、各コア回転中心の偏心距離の許容範囲（例えば、０．６mm以内）を満たすこともできる。従って、ハンドルの操舵によって回転トランス１０の電力伝送効率や信号伝送効率が変化することはない。
【００３５】
尚、上述の実施形態では、ステータ側コア１２は、接着剤Ｂを介してステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに取り付けられたが、これとは異なり、図４に示すように、複数個のスナップ係止部材４０によってステアリングコラム２２に取り付けられるようにしても良い。より詳細に説明すると、ステアリングコラム２２の端部外周面には、コア間ギャップの１／３程度のピッチを有する凹凸部が連続して形成された略円筒形状の係止部材４０ｃが嵌着されている。一方、ステータ側コア１２にも係止部材４０ｓが固定されている。この係止部材４０ｓはコアに固定されるリング部材と、リング部材から垂直下方に延在し、コラム側係止部材４０ｃとスナップ係止するためにコア間ギャップの１／３程度のピッチを有する凹凸部が連続して形成された６つの係止爪とから構成されている。尚、図４において、これらの係止部材４０ｃ，４０ｓのピッチは、実際のピッチより拡大して図示している。
【００３６】
上述の通り、ステータ側コア１２とロテータ側コア１３とを仮組付部材３０によって仮組み付けし、スペーサ２５をステアリングシャフト２１に嵌合し、仮組み付けした回転トランス１０をステアリングシャフト２１に嵌め込み、ナット２６をステアリングシャフト２１に螺合させる。この組み付け作業によって、ロテータ側コア１３がステータ側コア１２と略同一のギャップを維持するように、ステータ側コア１２の係止部材４０ｓは夫々、ステアリングコラム２２の係止部材４０ｃの係止爪と最適な位置でスナップ係合する。その後、４つの仮組付部材３０を取り外すことで、ロテータ側コア１３がステータ側コア１２に対して相対的に回転できるようになる。
【００３７】
上述のような係止部材４０ｃ，４０ｓを使用することによって、ステアリングコラム２２の端面にフランジ部２２ｆを形成する必要はなくなり、フランジ部２２ｆに接着剤Ｂを塗布する工程も不要となる。又、ステアリングコラム２２の端面が精度良く製作されていなくても、回転トランス１０の組み付けに支障をきたすことはない。
【００３８】
尚、図２に示した実施形態と異なり、接着剤Ｂをステアリングコラム２２のフランジ部２２ｆに塗布せずに、仮組み付けした回転トランス１０をステアリングシャフト２１に嵌め込み、ステータ側コア１２とフランジ部２２ｆとの隙間に略等間隔で夫々適当な厚さを有するスペーサを介装してステータ側コア１２とフランジ部２２ｆとをねじ等で固定しても良い。この方法によっても、両コア１２，１３のギャップを略一定に保ったままステータ側コア１２をステアリングコラム２２に固定することができる。
【００３９】
又、仮組付部材３０は上述の実施形態のように４つに限定されず、係止部材４０ｓに形成された係止爪も６つに限定されないことは言うまでもない。
【００４０】
更に又、ステータ側コアとロテータ側コアの直径が異なる場合は、両コアの同心度を確保するように、仮組付部材もこれに合わせて形成することも可能である。
【００４１】
尚、上述の実施形態は仮組付部材３０を用いて回転トランス１０の同心度と同一ギャップＧを保持しながら仮組み付けし、回転トランス１０の仮組み付け状態を保持したままステアリングモジュールを組み付ける方法について説明したが、これとは異なり、本発明に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法を、ドアユニットと車体ユニットとを組み付ける際に、ユニット間に分離トランスを介在させながら組み立てるのに使用しても良い。又、本発明に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法を、トランクリッドを車体に組み付ける際、トランクリッドと車体との間に分離トランスを介装させながら組み立てるのに使用しても良い。更に又、インストルメント・パネルを車体に取り付ける際にも、両者間に分離トランス介装させながら組み付けるのに使用することもできる。これによって、分離トランスの１次側コアと２次側コアとを所定の配置関係を維持したままユニット間に介装させることができ、単純な組み付け作業で分離トランスを備えたモジュールを組み立てることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る分離トランスを備えたモジュール組立方法は、分離トランスの１次側コアおよび２次側コアの周縁部において前記１次側コアおよび２次側コアの互いに対向するコア面、前記１次側コアの外面、および前記２次側コアの外面にそれぞれ係合する係合部を備えた治具を用いて前記１次側コアと２次側コアとを互いに所定の配置関係に保持しながら仮組み付けし、１次側コアと２次側コアとが、前記仮組み付け状態を保持したまま、前記分離トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させて分離トランスを備えたモジュールを組み立て、その後、前記治具を取り外すことを特徴としている。
【００４３】
トランスコア間にベアリング等の回転機構やスペーサ等が介在しない分離トランスを、単純な組み立て作業で所定の配置関係を保持したまま１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させることができる。
【００４４】
又、本発明の請求項２に係る仮組付治具は、分離トランスの１次側コアと２次側コアとを互いに所定の配置関係に保持しながら仮組み付けするためのものであって、前記１次側コアと２次側コアとを各コアの対向面に垂直な第１の方向に位置決めする第１の位置決め部と、前記１次側コアと２次側コアとを各コアの対向面に平行な第２の方向に位置決めする第２の位置決め部とを備えることを特徴としている。
【００４５】
分離トランスのトランスコア間のギャップを略一定に保ったまま、分離トランスを仮組み付けすることができ、この仮組み付け状態を保持したまま分離トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させてモジュールを組み立てることができる。従って、モジュール組み立て時にコア間のギャップ調整作業を行う必要がなく、組み立て作業性が格段に向上する。又、電力伝送効率や信号伝送効率に優れた分離トランスをユニット間に介装したモジュールを組み立てることができる。
【００４７】
分離トランスが回転トランスの場合、トランスコア間の同心度及びギャップを略一定に保ったまま、回転トランスを仮組み付けすることができ、この仮組み付け状態を保持したまま回転トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させてモジュールを組み立てることができる。従って、モジュール組み立て時にコア間のギャップ調整や同心度調整の作業を行う必要がなく、組み立て作業性が格段に向上する。
【００４８】
又、回転トランスのステータ側コアとロテータ側コアとが、互いに略同心且つ略一定のギャップを保持したまま非接触で相対回転できるようにモジュールを組み立てることができるので、ステータ側コアとロテータ側コアとが相対回転しても、電力や電気信号を常に効率良く伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る、分離トランスを備えたモジュール組立方法によって組み立てられたステアリングモジュール１の一部断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る、分離トランスを備えたモジュール組立方法によるステアリングモジュール１の組み立て状態を示す一部断面図である。
【図３】図３は、図２の左半部を部分的に拡大して示す図である。
【図４】図４は、スナップ係止部材４０を利用した、ステアリングモジュール１の組み立て状態を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１ ステアリングモジュール
１０ 回転トランス
１２ ステータ側コア
１３ ロテータ側コア
２０ シャフトユニット
２１ ステアリングシャフト
２２ ステアリングコラム
２３ ベアリング
２５ スペーサ
２６ 締め付けナット
３０ 仮組付部材
３２，３３ 位置決め係止爪
３４ 突起部
４０ スナップ係止部材
Claims (4)
- 分離トランスの１次側コアおよび２次側コアの周縁部において前記１次側コアおよび２次側コアの互いに対向するコア面、前記１次側コアの外面、および前記２次側コアの外面にそれぞれ係合する係合部を備えた治具を用いて前記１次側コアと２次側コアとを互いに所定の位置関係に保持して仮組み付けし、この１次側コアと２次側コアとの仮組み付け状態を保持したまま、前記分離トランスを１次側ユニットと２次側ユニットとの間に介装させて分離トランスを備えたモジュールを組み立てた後、前記治具を取り外すことを特徴とする分離トランスを備えたモジュール組立方法。
- 分離トランスの１次側コアと２次側コアとを互いに所定の配置関係に保持しながら仮組み付けするための仮組付治具であって、前記１次側コアと２次側コアとを各コアの対向面に垂直な第１の方向に位置決めする第１の位置決め部と、前記１次側コアと２次側コアとを各コアの対向面に平行な第２の方向に位置決めする第２の位置決め部とを備えることを特徴とする仮組付治具。
- 前記分離トランスの１次側コアの所定箇所および２次側コアの所定箇所にはそれぞれ仮組み付け用の溝が設けられており、前記仮組付治具は、前記各仮組み付け用の溝にそれぞれ係合する前記第２の位置決め部としての係止爪、および前記１次側コアおよび２次側コアの互いに対向する面間に介挿される前記第１の位置決め部としての突起を備えている請求項２に記載の仮組付治具。
- 分離トランスを構成する１次側コアおよび２次側コアと、これらの１次側コアおよび２次側コアの周縁部において前記１次側コアおよび２次側コアの互いに対向するコア面、前記１次側コアの外面、および前記２次側コアの外面にそれぞれ係合する係合部を備えた複数の仮組付治具とを具備し、これらの仮組付治具を前記１次側コアおよび２次側コアに係合させて両コアを互いに所定の位置関係に保持した状態に仮組み付けされてモジュールの組み付けに供されることを特徴とする分離トランスの仮組み付け体。
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