JPH10513602A - 互いに回転可能な部材の間で電気信号を伝送するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、特に自動車の操縦システムにおける互いに回転可能な部材の間で電気信号を伝送するための装置であって、固定ハウジングに囲まれた回転可能なハブと、一端がこの回転可能なハブに接続され、他端が固定部材に接続された少なくとも一つの電気リード線とを有する。この装置はハブ９が時計方向あるいは反時計方向に回転したときの両方の終端位置においては電気リード２線がそれぞれ反対方向にハブ９に巻き付けられ、中心位置においては電気リード線２がハブ９から巻きを解かれるように、電気リード線２の電気接続とガイドが構成されていることを特徴とする。このタイプの従来の信号伝送装置とは違って、ハブを回転するのに必要な電気リード線が短くてすむという利点がある。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称 互いに回転可能な部材の間で電気信号を伝送するための装置産業上の利用分野 この発明は請求項１の総称的な部分に記載されている装置に関する。こうした 伝送装置は、例えば自動車操縦システムにおいてハンドルの上やハンドルの中に 配置されている機能部材の信号を伝送するために使用される。従来の技術及び発明が解決しようとする課題 ドイツ連邦共和国公開特許公報第 35 37 783号(DE-OS 35 37 783)には、電気 リード線が一つの固定部材と一つの回転部材に取り付けられている信号伝送装置 が提示されている。固定部材と回転部材との間にはノッチを有するルーズなガイ ドリングが設けられている。電気リード線は、ガイドリングのノッチを通って少 なくとも部分的にガイドリングのまわりにガイドされ、ガイドリングの内部で回 転部材のまわりに巻き付けることができるようになっている。回転部材が回転す ると、ガイドリングがリード線の動きに従って回転し、ガイドリングのまわりに 巻き付けられた電気リード線の部分や、ガイドリングのまわりをガイドされる部 分がそれぞれ短くなったり長くなったりする。一方の終端位置においては、電気 リード線は回転部材の上に巻き付けられ、もう一方の終端位置においては、電気 リード線は巻きを解かれてガイドリングと固定部材との間をガイドされる。 ドイツ連邦共和国公開特許公報第 35 37 783号に開示されているこのような信 号伝送装置は、電気リード線の長さに比べて、可能な回転運動が小さいという欠 点を有している。 欧州特許公報第 0 186 935号（EP-O 186 935）において、回転可能なハブと固 定ハウジング壁との間のスペースにおいて電気リード線をガイドして信号伝送装 置の回転範囲を大きくする方法が知られている。そこでは、電気リード線はハブ が時計方向に回転するとハブから完全に巻きを解かれ、固定ハウジングの内壁と 部分的に接触するか、あるいはハブと固定ハウジングとの間の空間内に位置する 。 ハブが反時計方向に回転すると、電気リード線はその終端位置においてハブの上 に完全に巻き付けられる。中心位置においては、電気リード線はハブの上に部分 的に巻き付けられる。 最後に述べたリード線構造においては、回転の範囲は先に述べた構造に比べる と確かに大きくなっている。しかし、ここではリード線の長いことが必須である という欠点がある。発明の目的 従って、この発明は、所定の回転範囲に対して、従来の装置に比べて必要な電 気リード線の長さが短くてすむような、互いに回転可能な部材の間で電気信号を 伝送するための装置を提供することを目的とする。課題を解決するための手段 この発明においては、この目的は請求項１の特徴部分によって実現される。 この発明による電気信号を伝送する装置においては、ハブが時計方向あるいは 反時計方向に回転したときの両方の終端位置においては電気リード線がそれぞれ 反対方向にハブに巻き付けられ、中心位置においては電気リード線がハブから巻 きを解かれるように、電気リード線の電気接続とガイドが構成されている。 対象とするタイプの従来の電気信号伝送装置と比較して、ハブを必要なだけ回 転するのに要する電気リード線が短くてすむ利点が有る。 ある実施の形態においては、ハブに巻き付けられた電気リード線を収容するた めの第１のチャンバと、巻きを解かれたループ状の電気リード線のための第２の チャンバが設けられている。ステアリングコラムの通常の回転数に対して、この 発明による装置においては電気リード線のループは180°しか移動しない。従っ て、このスペースの反対側においてはハウジングをなくしてもよい。この自由空 間は例えばステアリングコラムの他の部材のために利用することができる。 チャンバを実現するにおいて、ある一つの実施の形態においては電気リード線 を通すための開口部を有する固定の環状仕切部材がハブと固定ハウジングとの間 に設けられており、仕切部材の外側で開口部の近傍に電気リード線接続部が設け られてる。このとき第１のチャンバはハブと仕切部材との間に形成され、第２の チャンバはこれと同心で固定ハウジングと仕切部材との間に設けられる。二つの 終端位置においては電気リード線は第１のチャンバ内でハブのまわりに巻き付け られる。一方、ハブが中心位置では電気リード線はループの形で第２のチャンバ 内に位置する。 別の実施の形態においては、第２のチャンバは固定ハウジングの側部に設けら れている。固定部材に設置する必要のある電気接続部は、第１のチャンバから第 ２のチャンバへの移行部分に設けられている。この実施の形態においては、第１ のチャンバは固定ハウジングとハブとの間のスペースからなっている。第２のチ ャンバは第１のチャンバの側部につながっている。ハブが中心位置では、電気リ ード線はループの形で第２のチャンバ内に位置する。 電気リード線がハブから巻きを解かれるときのループの形成を助けるために、 第２のチャンバ内にループガイドを形成してループの動く方向を決めてやると都 合がよい。固定ハウジングと仕切部材との間にループガイドとして接続部分を設 けてもよい。 いずれの場合にも、ループが反転する箇所は電気接続部の外側の領域に位置し ていて、ループが最適な状態で巻きを解かれるようになっている。 この発明の別の実施の形態においては、電気リード線のループに対して永続的 にテンションを加える部材が設けられている。このことは、ハブにトルクが加わ っていないときには、ハブはその中心位置に保持されることを意味している。テ ンション部材として、例えばテンションスプリングを設けてもよい。 電気リード線がいろんな方向に巻き付けられたときに電気リード線に加わる曲 げ応力を小さくするには、ハブ側部の接続部をハブに回転可能に取り付けると、 さらに詳しく言えば、ハブと平行な軸のまわりに回転可能に取り付けると都合が よい。 同じ理由から、電気リード線接続部を固定部材にも回転可能に取り付けると、 さらに詳しく言えば、ハブの軸と平行な軸のまわりに回転可能に取り付けると都 合がよい。 一つの実施の形態においては、この発明による装置のハウジングは環状断面を 有している。別の実施の形態においては、ハウジングは円の弦側を延びる平坦な 壁を有する環状の断面を有している。この最後に述べた実施の形態のハウジング は、環状断面を有するハウジングに比べるとあるセクションだけ少ない。このセ クションは巻きを解かれたケーブルにとっては不要な部分である。こうして得ら れたスペースは、例えば他の部材をステアリングコラムに設けるのに利用するこ とができる。 この発明を、図面を参照して実施の形態に基づいて説明する。図面の簡単な説明 図１及び図１ａは、ハブが中心位置にある時の、回転可能なハブと固定ハウジ ングとの間に壁を有するこの発明の２つの実施の形態による装置である。 図２及び図２ａは、ハブが反時計方向に回転した後の終端位置にある図１及び 図１ａの装置である。 図３及び図３ａは、ハブが時計方向に回転した後の終端位置にある図１及び図 １ａの装置である。 図４は、巻きを解かれた電気リード線のための側部チャンバを備えたこの発明 の装置である。 図５及び図５ａは、ハブが中心位置にある時の、ループガイドが追加された２ つの実施の形態である。 図６及び図６ａは、ハブが時計方向に回転した後の終端位置にある図５及び図 ５ａの実施の形態である。 図７〜図９ａは、ハブに設けられた回転可能な電気リード線接続部を有する実 施の形態をハブの３つの異なる回転位置で示すものである。 図１０〜図１２は、回転可能な電気リード線がハブとハウジングとの間の壁に 設けられている実施の形態である。発明の実施の形態 図１〜図３に示したこの発明の実施の形態による装置は、ハウジング１ととも に、例えばハンドルハブのようなハブ９を有している。ハウジング１とハブ９と の間を電気リード線２が延びている。また、ハブ９とハウジング１の間を固定の 仕切部材１０が延び、仕切部材１０はハブ９及びハウジング１と同心で設けられ ており、その結果、内側の第１のチャンバ３と外側の第２のチャンバ４が互いに 同心の関係で形成されている。仕切部材１０は開口部１１を有しており、電気リ ード線２はこの開口部１１を介してガイドされる。 図１においては、ハブ９は中心位置にある。この位置においては電気リード線 ２はハブから完全に巻きを解かれており、開口部１１を介してハブ９上のリード 線接続部５から第２のチャンバ４の中へ延びている。リード線はハウジング１の 壁と仕切部材１０の壁に沿って、この固定仕切部材上のリード線接続部６までル ープの形でガイドされる。この中心位置においてはリード線接続部５、６は互い にすぐ向かい合う位置にある。 ハブが反時計方向に回転すると、リード線は第２のチャンバから第１のチャン バ内へと引き出され、ハブ９のまわりに巻き付けられる。図２はこの方向に回転 したときの終端位置にあるハブを示している。このとき、リード線はハブ９の上 にほぼ完全に巻き付けられている。 ハブがこの終端位置から時計方向に回転すると、リード線はまず図１の中心位 置にくるまで、ループの形で第２のチャンバの中へ押し込まれる。ハブが時計方 向にさらに回転すると、リード線は再び第２のチャンバから引き出され、こんど はハブ９の上に反対方向に巻き付けられる。この方向に回転したときの終端位置 が図３に示されている。この終端位置において、リード線はハブ９の上に再びほ ぼ完全に巻き付けられる。 こうした構造の利点は、ハブを時計方向及び反時計方向に何回も回転するとき に必要な電気リード線の長さが短くてすむことにある。従って、図１の解かれた 状態にあるとき、リード線は第２のチャンバの一部しか必要としない。図１にお ける第２のチャンバの使われていないスペースは、分割して、他の部材のために 使用することができる。図１ａ〜図３ａにはこのようにして寸法を小さくしたハ ウジングを有する実施の形態が示してある。 図１ａの実施の形態においては、ハウジング２１が設けられている。ハウジン グ２１は図１〜図３におけるのとほぼ同様の環状の円筒形断面を有している。し かし、この断面は一方の側が平坦化されており、平坦な壁２２が設けられている 。この壁からは仕切部材１０ａがまたハブ９の方へ延びている。従って、図１〜 図３の実施の形態と違って、第１のチャンバ３は仕切部材だけによってではなく 、仕切部材１０ａと、ハウジングの一部である平坦な壁２２とによって形成され ている。図１〜図３の実施の形態と違って平坦な壁２２の近傍において円筒形断 面が平坦化されているためにできる自由空間は、他の部材を設置するために使用 できる。図２ａ及び図３ａは図２及び図３と同じように両方向に回転したときの 終端位置にあるハブ９を示している。 図４の実施の形態においては、ハウジング１は側部延長部１ａを有している。 この側部延長部は第２のチャンバ４を取り囲んでいる。この実施の形態において は第１のチャンバ３はハブ９とハウジング１との間を延びている。リード線接続 部６は第１のチャンバ３からの移行部分における延長部１ａの中に設けられてい る。図４でもハブは中心位置にあり、この中心位置においては、リード線はハブ から巻きを解かれており、ループの形で第２のチャンバ内に位置している。 図５の実施の形態においては、ループガイドを有する仕切部材１０が設けられ ている。ハウジング１と仕切部材１０との間の接続部分８がループガイドとして 機能する。また、この接続部分８は第２のチャンバ内におけるループのガイドも 改善する。さらに、この実施の形態においてはテンションスプリング７が設けら れている。テンションスプリング７の役割は、第２のチャンバの中のループをそ の終端位置に保持し、そうすることによってハブ９をその中心位置に保持するこ とである。テンションスプリングは二つのボルト１２、１３へ取り付けられてい る。ボルト１２はハウジングに固定配置されているが、ボルト１３は第２のチャ ンバ４の内側のガイド経路１４に沿って可動になっている。 図５においては、ハブ９は中心位置にあり、この中心位置においては、リード 線はほぼ完全に第２のチャンバの内部に位置している。この中心位置は、ほぼ完 全に弛緩したテンションスプリング７によってロックされる。テンションスプリ ング７はここでは簡略化して描かれている。ハブ９が時計方向あるいは反時計方 向に回転するとリード線はチャンバ４から引き出され、時計方向の回転の場合に は図６に示したようにハブ９に巻き付けられる。この過程において、ループはボ ルト１３を共連れにし、その結果、テンションスプリング７が引き伸ばされる。 引き伸ばされたテンションスプリングはハブを中心位置へ戻す助けをおこない、 中心位置においては、テンションスプリングは図５に示した状態に再び戻る。 図５ａ及び図６ａは図５及び図６の変形例を示している。この実施の形態にお いては図１ａから図３ａの実施の形態と同じように、ハウジングは一方の側にお いて平坦化された環状の円筒形断面を有している。この側においては、ハウジン グ１と仕切部材１０の間の接続部分８がハウジングの壁を形成している。 図６ａは時計方向に回転したときの終端位置におけるハブ９を簡略化して示し たものである。 特に図１〜図３からわかるように、ハブ９が時計方向に回転すると、リード線 接続部５におけるリード線はハブの上の接続点から直接に接線方向へ延びている 。ハブ９が反時計方向に回転すると、リード線はまず約180°反転し、そのあと はじめてハブの上へ当接する。図１〜図３の実施の形態のリード線接続部６にお いては、リード線がどちらの方向に回転されてハブの上に巻き付けられたときに も、リード線は接続点で約180°反転する。これらの場合には、リード線はリー ド線接続部５、６において曲げを受けることとなる。 リード線がリード線接続部５、６において本質的にテンションのみを受けるよ うにするために、図７〜図９の実施の形態においてはリード線接続部５ａが回転 可能に形成されており、また図１０から図１２の実施の形態においてはリード線 接続部６ａが回転可能に形成されている。 図７から理解されるように、ハブ９が時計方向に回転し始めるとき、ハブの軸 と平行な軸のまわりに回転可能なリード線接続部５ａはリード線２によって左側 の位置まで回転される。この位置では接続点においてはリード線には本質的にテ ンションしか作用しない。なぜなら、リード線は接続点においてはハブに対して 接線方向になっているからである。 図８は、反時計方向に回転し始めるとき、リード線接続部５ａはリード線２に よって右側の位置まで回転されることを示している。接続点においてハブに接線 方向となっているために、この回転方向においても、接続点には本質的にテンシ ョンしか作用しない。 図９に示した中心位置においてはリード線接続部５ａも中心位置にあり、その 結果、リード線はリード線接続点から曲がらずに外へ出ている。 図７ａ〜図９ａにおいては、回転可能なリード線接続部５ａが平坦な壁部を有 する環状断面のハウジングに関して示されている。 図１０〜図１２においては、ハブの様々な位置に対する、回転可能なリード線 接続部６ａの位置が示されている。図１０はハブの中心位置を示している。この 中心位置においてはリード線接続部６ａにおけるリード線のガイドは、図１のリ ード線接続部６におけるリード線のガイドに対応している。図１１に示した反時 計方向に回転したときのハブの終端位置において、リード線接続部は180°回転 され、リード線は180°だけ曲げ戻される。一方、図２の対応する位置において はハブの上へ当接するのにリード線は約360°曲げ戻されなければならない。 図１２に示した時計方向に回転したときの終端位置においては、リード線接続 部は図１１におけるのと同じ位置にある。この位置においてはリード線接続部に おいてリード線は本質的にテンションしか受けないことがわかる。 図７から図１２の実施の形態の利点は、リード線に加わる応力がさらに小さく なることに加えて、ハブの所定範囲の回転に必要なリード線がさらに短くてすむ ことである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特に自動車の操縦システムにおける互いに回転可能な部材の間で電気信号を 伝送するための装置であって、固定ハウジングに囲まれた回転可能なハブと、一 端がこの回転可能なハブに接続され、他端が固定部材に接続された少なくとも一 つの電気リード線とを有し、 ハブ９が時計方向あるいは反時計方向に回転したときの両方の終端位置におい ては電気リード２線がそれぞれ反対方向にハブ９に巻き付けられ、中心位置にお いては電気リード線２がハブ９から巻きを解かれるように、電気リード線２の電 気接続とガイドが構成されていることを特徴とする装置。 ２．前記ハブ９に巻き付けられた電気リード線２を収容するための第１のチャン バ３と、巻きを解かれたループ状の電気リード線３のための第２のチャンバ４が 設けられていることを特徴とする請求項１記載の装置。 ３．前記ハブ９と固定ハウジング１との間に固定の環状仕切部材１０、１０ａが 設けられており、このパーティションが電気リード線２を通すための開口部１１ を有し、リード線のための電気接続部６が開口部１１の近傍で仕切部材１０、１ ０ａの外側に設けられていることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の 装置。 ４．前記第２のチャンバ４が固定ハウジング１と仕切部材１０との間に設けられ ていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の装置。 ５．前記第２のチャンバ４が固定ハウジング１の側部に設けられており、第１の チャンバから第２のチャンバ４への移行部分に電気リード線の接続部６が設けら れていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の装置。 ６．電気リード線２のループが動く方向を決めるため、前記第２のチャンバ４内 にループガイドが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれ か１項記載の装置。 ７．前記固定ハウジング１と仕切部材１０との間の接続部分８が設けられている ことを特徴とする請求項６記載の装置。 ８．前記電気リード線２のループに永続的にテンションを加える部材が設けられ ていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の装置。 ９．前記固定ハウジング１と電気リード線２のループとの間にテンションスプリ ング７が設けられていることを特徴とする請求項８記載の装置。 １０．前記ハブ側の電気リード線の接続部５ａがハブ９に回転可能に取り付けら れていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項記載の装置。 １１．前記ハブ９の電気リード線の接続部５ａがハブの軸に平行な軸のまわりに 回転可能であることを特徴とする請求項１０記載の装置。 １２．電気リード線の接続部６ａが前記固定部材に回転可能に取り付けられてい ることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項記載の装置。 １３．前記固定部材に設けられた電気リード線の接続部６ａがハブの軸と平行な 軸のまわりで回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１２記載の 装置。 １４．前記ハウジング１が環状の断面を有していることを特徴とする請求項１〜 請求項１３のいずれか１項記載の装置。 １５．前記ハウジング２１が円の弦側を延びる平坦な壁２２を有する環状の断面 を有することを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか１項記載の装置。