JP4486095B2 - ロータとステータとの間で電気信号を伝送するための伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータとステータとの間で電気信号を伝送するための伝送装置であって、ロータおよびステータによって形成された環状の中間空間を具備し、この中間空間は、ロータとステータとの間に延びておりかつ中間空間内で巻取可能または繰り出し可能である少なくとも１つのフラットベルトケーブルを収容し、このフラットベルトケーブルを中間空間において支持するために、弾性的に可撓性のある少なくとも１つの環状ベルトが設けられてなる伝送装置に関する。

このタイプの伝送装置は、例えば、車両のピットマンアームの領域に、用いられることができる。このとき、ロータはステアリングホイール側に設けられており、ステータは車体側に設けられている。現代の車両では、一連の機能は、ステアリングホイールに設けられたスイッチによって作動される。本発明に関する伝送装置によって、スイッチによって起動される電気信号が、ステアリング・ホイールの回転運動に従わない、車体側の消費装置または制御装置に供給されることができる。

DE 43 29 820 A1からは、フラットベルトケーブルが中間空間内で転向されてなる伝送装置が公知である。転向によって、フラットケーブルの長さを短縮するが、ロータの十分に高い回転数を可能にすることができる。フラットベルトケーブルは、常に、多数の、互いに平行に設けられた導体からなる。これらの導体は、基礎絶縁手段によって纏められている。フラットベルトケーブルが動けなくならず、または、ロータが回転されるときに、フラットベルトケーブルが緩んで、皺が寄ることを回避するために、ロータおよびステータに夫々固定されたブラインドケーブルの形の回転補助手段が設けられている。しかし、このタイプの伝送装置が比較的信用できないことが明らかになった。特に、ブラインドケーブルの、回転補助手段としての準備は、比較的費用がかかる。何故ならば、伝送装置の取付の際に、ブラインドケーブルが、信号を伝送するフラットベルトケーブルと共に、適切に巻かれなければならないからである。多数の電気信号を伝送するための複数のフラットベルトケーブルが設けられるとき、ブラインドケーブルによるフラットベルトケーブルの支持は、フラットベルトケーブルが多くなるにつれて一層費用がかかる。

DE 197 34 527 A1からは、明細書導入部に記載のタイプの伝送装置が公知である。この伝送装置では、複数の環状のベルトが中間空間に設けられている。この場合、環状ベルトは所定の弾性を有し、以下のように、すなわち、これらのベルトが、例えば内側にあるロータの外周面と、例えば外側にあるステータの内周面との間で、負荷の作用の際に変形することができるように、製造されている。環状ベルトは、ロータの回転中に、ロータのまたはステータの内周面に沿って転動する。この際、環状のベルトは、フラットベルトを、外周面または内周面へ押圧する。２つの隣り合った環状のバルトの接触を避けるために、ロールまたは球の形の接触回避要素が設けられている。これらの接触回避要素は、ロータの回転の最中に、環状のベルトの回転方向に応じて、共に回転される。従来の技術では、ロータの回転運動によって駆動される比較的多くの可動の構成部材、すなわち一方では環状のベルトおよび他方では接触回避要素が設けられねばならないことが不都合である。この場合、特に接触回避要素に基づくガタガタいうノイズは、排除され得ない。ロータの回転は、接触回避要素によって更に困難になる。何故ならば、これらの接触回避要素は共に回転されて、一定の摩擦および摩耗に晒されているからである。

従って、簡単な構造を有するが、少なくとも１つのフラットベルトケーブルの、ロータとステータとの間における、永続的に信頼性のある巻取および繰り出しを可能にする伝送装置を準備するという課題が、本発明の基礎になっている。特に、フラットベルトケーブルを支持するために、少なくとも１つの弾性的に可撓性のある環状ベルトが設けられていることが意図される。しかし乍ら、伝送装置が出来る限り余り可動しない構成部材を有することが意図される。しかし、環状ベルトがロータの回転運動またはフラットベルトケーブルの運動を中間空間内で妨げることができないことが意図される。

この課題は、明細書導入部に記載の伝送装置を用いて、環状ベルトが、複数の環状ベルト側の係合部分を介して、ロータおよび／またはステータによって駆動されることができることによって、解決される。この場合、ロータおよび／またはステータは、環状ベルトを、直接的に、すなわち他の可動の部材を介在なしに、駆動する。このことによって、中間空間内での環状ベルトの確実な転動が達成される。望ましくない移動または外れ従ってまた場合によってはロータの回転運動の阻止は、環状ベルトの駆動に基づいて、妨げられる。この場合、望ましくないノイズを発生させあるいは望ましくない摩耗を引き起こす可動の中間要素は、不要である。

環状ベルトの弾性的な形成によって達成されるのは、環状ベルトが中間空間を径方向に完全に満たし、フラットベルトケーブルを一方ではロータおよび他方ではステータへ押圧するために適切であることである。ロータおよび／またはステータに何回も巻き付けられたフラットベルトケーブル２２の場合、環状ベルトは、中間空間の異なった幅を補償することができる。環状ベルトの事前緊張に基づいて、環状ベルトはロータおよびステータに密接している。このことによって、中間空間内の環状ベルトに基づくガラガラいうノイズが、排除される。この場合、環状ベルトは、この環状ベルトが、組み込まれない状態では、著しく環状であるようにあってもよい。

本発明では、ロータまたはステータは環状ベルトを駆動することができる。しかし、ロータおよびステータが環状ベルトを駆動することができることは好都合である。このことによって、ロータの回転の際に変化する、環状ベルトの位置が、中間空間に明白に定められる。

本発明の好都合な実施の形態では、環状ベルトの上縁および／または下縁に形成された係合部分が、複数の欠歯状のリセスとして形成されており、これらのリセスが、環状ベルトを駆動するために、ロータおよび／またはステータの、補足の、歯状の駆動部分と協働することが提案されている。係合部分を環状ベルトの上縁および／または下縁に設けることによって達成されることは、フラットベルトケーブルが影響を受けることなく、あるいはフラットベルトケーブルの移動が妨げられることなく、係合部分が環状ベルトの効果的な駆動を引き起こすことである。この場合、係合部分または欠歯状のリセスは、フラットベルトケーブルから突出している。これに対応して、ロータまたはステータの欠歯状の駆動部分は、フラットベルトケーブルの縦方向自由縁の上方またはその下方に設けられている。

ロータおよび／またはステータの駆動部分が中間空間の底部に設けられていることは好都合である。このことによって、駆動部分は、フラットベルトケーブルが影響を受けないように、環状ベルトの係合部分と協働することができる。

この場合、本発明に基づき、フラットベルトケーブルの自由縁が駆動部分に載ることができるように、駆動部分が軸方向および径方向に延びていることも考えられる。従って、ロータおよび／またはステータに設けられた駆動部分は環状ベルトの駆動のためだけでなく、更に、フラットベルトケーブルの各々の自由縁のための支持部材としても用いられる。このことによって、結局は、フラットベルトケーブルの縦方向自由縁における摩擦が減少される。何故ならば、フラットベルトケーブルが部分的にのみ載置されるからである。

本発明の他の実施の形態では、個々の前記駆動部分が、平行六面体状の主要部分と、径方向に中間空間に向いておりかつ底部の方向に傾斜している端部部分とを有することが提案されている。特に、傾斜している端部部分は、フラットベルトケーブルの、径方向における確実な案内を保証する。その結果、フラットベルトケーブルは、平行六面体状の主要部分上に確実に載ることができる。このことによって、フラットベルトケーブルの、駆動部分への当接または傾斜が阻止される。

本発明の他の実施の形態では、環状ベルトが、キャタピラ状に転動するために、ロータの回転軸に対し実質的に平行に延びている変形スロットを有することが提案されていることができる。変形スロットは、例えば、溝または刻みとして形成されていることもできる。この場合、変形スロットの縦方向には夫々１つの歯が延びており、２つの隣り合った歯は、係合部分の、１つの欠歯状のリセスを区画する。

本発明の他の好ましい実施の形態によれば、複数の環状ベルトは、夫々２つの隣り合った環状ベルトが互いに接触することがないように、中間空間に設けられている。個々の環状ベルトが本発明に基づいて駆動されることによって、２つの隣り合った環状ベルトの接触が不可能であることが保証される。特に、３つの又はそれより多い環状ベルトが中間空間に設けられていてもよい。

更に、本発明は、本発明に係わる伝送装置のための環状ベルトに関する。このタイプの環状ベルトは、特に欠歯状のリセスによって形成されている係合部分を有する。環状ベルトは、係止部分を介して、ロータおよび／またはステータによって駆動されることができる。

本発明の他の好都合な詳細および実施の形態は、以下の記述から読み取られる。

図面に示した実施の形態を基にして本発明を詳述する。図１および２には、本発明に係わる伝送装置１０が示されている。この伝送装置１０は、ロータ１２とステータ４との間で電気信号を伝送するために用いられる。この場合、ロータ１２は自動車両のステアリング・ホイールまたはステアリング・シャフトに結合されていることができる。ステータは車体側に設けられていることができ、そのとき、ロータ１２の回転運動に従わない。ロータ１２とステータ１４との間には、環状の中間空間１６が設けられている。この中間空間はロータ１２の外壁１８およびステータ１４の内壁２０によって径方向に区画される。中間空間１６は、図１および２に示した伝送装置１０では、上方に開いた状態で示されている。中間空間１６の開放側は、例えば、図示しない被覆要素によって、被覆されることができる。

回転可能なロータ１２と、回転不能なステータ１４との間には、電気信号を伝送するためのフラットベルトケーブル２２が設けられている。フラットベルトケーブル２２の一方の自由端２４はステータ側に設けられており、他方の自由端２６はロータ側に設けられている。

図２からは、フラットベルトケーブル２２が自由端２４から始まってまずステータ１４の内壁２０に接触していることが明らかになる。フラットベルトケーブル２２は、先のコースで、ループ２８を有する。それに続いて、フラットベルトケーブル２２は、ロータの外壁１２に接触しており、最後には自由端２６で終わっている。ロータ１２がステータ１４に対し回転するとき、ループ２８は、中間空間１６内で、ロータの回転軸３０を中心として移動する。

フラットベルトケーブル２２を支持するために、中間空間１６には、都合３つの弾性的に可撓性のある環状ベルト３２が設けられている。

図３から明らかなように、環状ベルト３２は、組み込まれない状態では、著しく環状である。組み込まれた状態では、環状ベルト３２は中間空間１６にあり、腎臓形のまたはキュウリ形の輪郭を有する。環状ベルトの弾性の故に、環状ベルトは、一方では、ロータの外壁１８に作用し、他方では、ステータ１４の内壁に作用する。一方では外壁１８に、他方では内壁２０に接触しているフラットベルトケーブル２２は、環状ベルトによって、中間空間１６内で内壁１４および外壁１８へ確実に押圧される。

外壁１８および内壁２０に沿っての環状ベルト３２の確実な転動を保証するために、環状ベルト３２は、中間空間１６の底部３６に向いた側に、複数の係合部分３４を有する。環状ベルト３２は、これらの係合部分を介して、ロータ１２およびステータ１４によって駆動されることができる。このことによって、中間空間１６での環状ベルト３２の外れまたは望ましくない非転動が阻止されること、および環状ベルト３２同士が、ロータ１２の回転中に、互いに邪魔しないことが達成される。

ロータ１２およびステータ１４は、係合部分３４への係合のために、歯状の駆動部分３８，３９を有する。これらの駆動部分は、中間空間１６の底部３６の領域に設けられており、係合部分３４の欠歯状のリセス３５と協働する。

ステータ１４の歯状の駆動部分３８は、中間空間の底部３６に設けられており、内壁２０から中間空間の方向に延びている。ロータ側の、歯状の駆動部分３９は、ロータ１２から始まって、同様に、底部３６で、中間空間の方向に延びている。歯状の、ステータ側の駆動部分３８は、内壁２０の全円周に亘って、底部に均等に配設されている。これに対応して、ロータ側の駆動部分３９は、ロータの外壁１８全体に亘って、底部３６の領域に均等に配設されている。２つの歯状の駆動部分３８と３９との間には、夫々１つの隙間５２がある。２つのリセス３５の間に設けられた、環状ベルト側の各々の歯５０は、隙間５２に係合する。歯状の駆動部分３８，３９は、環状ベルト側のリセス３５に係合する。

個々の駆動部分３８，３９は、夫々、径方向に（回転軸３０に対し垂直に）および軸方向に（回転軸３０に対し平行に）延びている。駆動部分３８，３９は、径方向に形成されていることによって、係合部分３４のリセス３５に係合する。駆動部分３８の、径方向の延在によって、フラットベルトケーブル２２の、底部３６に向いた自由縁部は、駆動部分３８．３９に載っている。このことによって、フラットベルトケーブル２２の、底部３６における摩擦は、小さく保たれる。

特に図２から明らかなように、個々の駆動部分３８，３９は、実質的に平行六面体状の主要部分４０と、この主要部分に連続しており、径方向に延びておりかつ底部方向に傾斜している端部部分４２とを有する。端部部分４２が底部３６の方向に傾斜していることによって、フラットベルトケーブル２２が、個々の駆動部分３８，３９の主要部分４０に載ることができることが保証される。

環状ベルト３２の弾性を改善するために、これらの環状ベルト３２は、回転軸３０に対し実質的に平行に延びている複数の変形スロット４４を有する。この場合、各々の変形スロット４４は、横断面が実質的に半円形の溝４６によって形成されている。環状ベルト３２が実質的に一定の厚みを有するので、溝４６の反対側には、バックリング４８が設けられている。

例えば図１および３から明らかなように、変形スロット４４の縦方向に、常に１つの歯５０が延びている。２つの歯５０が、１つずつの欠歯状のリセス３５を区画する。これらの歯５０は、取り付けられた状態では、２つの隣り合った歯状の駆動部分によって形成された各々の隙間の間へ突出している。

個々の環状ベルト３２は、２つの隣り合った環状ベルト３２が互いに接触することがないように、互いに割り当てつつ中間空間１６に設けられている。環状ベルト３２に形成された複数の係合部分３４と、ステータおよびロータに形成されておりかつ係合部分３４と協働する駆動部分３８，３９とに基づいて、環状ベルトが、確実にかつ実質的に遊びなしに、中間空間１６内で強制駆動されることが、保証される。中間空間内での環状ベルトの外れはあり得ない。環状ベルト３２の弾性に基づいて、更に、望ましくないノイズがステータにもロータにも生じないことが達成される。

本発明に係わる伝送装置の分解図を示す。 図１に示した伝送装置の平面図を示す。 図１および２に示した伝送装置の環状ベルトを示す。

Claims (8)

1. ロータ（１２）とステータ（１４）との間で電気信号を伝送するための伝送装置（１０）であって、前記ロータ（１２）と前記ステータ（１４）とによってこれらの間に形成された環状の中間空間（１６）を具備し、この中間空間（１６）は、前記ロータ（１２）と前記ステータ（１４）との間に延びておりかつ前記中間空間（１６）内で巻取可能または繰り出し可能である少なくとも１つのフラットベルトケーブル（２２）を収容し、このフラットベルトケーブル（２２）を前記中間空間において支持するために、弾性的に可撓性のある少なくとも１つの環状ベルト（３２）が設けられてなる伝送装置において、
   前記環状ベルト（３２）は、複数の係合部分（３４）を有し、これら係合部分を介して、前記ロータ（１２）および／または前記ステータ（１４）によって駆動されることができ、
   前記環状ベルト（３２）に形成された前記係合部分（３４）は、複数の欠歯状のリセス（３５）として形成され、前記環状ベルト（３２）を駆動する前記ロータおよび/またはステータは、補足の、歯状の駆動部分（３８，３９）を有し、
   前記リセス（３５）は、歯状の駆動部分（３８，３９）に歯合して、前記環状ベルト（３２）を駆動することを特徴とする伝送装置。
2. 前記歯状の係合部分（３４）は、前記環状ベルト（３２）の上縁および／または下縁に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
3. 前記ロータおよび／または前記ステータの前記歯状の駆動部分（３８，３９）は、前記中間空間（１６）の底部（３６）または前記底部（３６）の近くに設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の伝送装置。
4. 前記歯状の駆動部分（３８，３９）は、前記フラットベルトケーブルの自由縁がこれら歯状の駆動部分（３８，３９）の上に載ることができるように、前記環状ベルト（３２）の下縁から径方向に延びていることを特徴とする請求項２もしくは３に記載の伝送装置。
5. 前記歯状の駆動部分（３８，３９）の各々は、前記環状ベルト（３２）から径方向に延び、実質的に平行六面体状の主要部分（４０）と、この主要部分（４０）から径方向に延びて前記中間空間に向いておりかつ底部（３６）の方向に傾斜している端部部分（４２）とを有することを特徴とする請求項４に記載の伝送装置。
6. 前記環状ベルト（３２）は、キャタピラ状に転動するように、前記ロータの回転軸に対し実質的に平行に延びている複数の変形スロット（４４）を外周面に有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載の伝送装置。
7. 前記変形スロット（４４）の各々の縦方向の両側には１対の歯（５０）が延びており、これら歯間に、前記欠歯状のリセス（３５）の各々が区画されていることを特徴とする請求項６に記載の伝送装置。
8. 前記少なくとも１つの環状ベルト（３２）は、複数の環状ベルト（３２）を含み、これら環状ベルト（３２）は、夫々隣り合った環状ベルト（３２）が互いに接触することがないように、前記中間空間（１６）に配置されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１に記載の伝送装置。

Images