JPS6184130A - ステアリングホイ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明はパッド不回動型のステアリングホイールに係
り、詳しくはパッド側とコラム側の間における光通信に
関するものである。

（従来の技術） この種のステアリングホイールにおいては、パッド部が
回動しない利点を生かして、パッド部にクラクションホ
ーン、定速走行装置、通信機、ラジオ、ヘッドライト等
に係るスイッチ、発音器、表示器等の電子機器を装着す
ることが検討されている。これらの電子機器を装着する
場合には、バット側とコラム側の間で信号を送受する必
要があり、その手段の一つに光通信がある。

従来、この光通信の具体的溝成として、パッド側及びコ
ラム側に光通信用の発光ダイオード及びフォトダイオー
ドを設けるとともに、ボスプレートに透孔を設け、同透
孔に投光素子の光を通して光通信を行うものがあった。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、特に、自動車等のステアリングホイールにお
ける光通信では、種々の要因でノイズが入り易いという
問題がある。すなわら、外乱光が光通信経路に侵入して
光信号を乱したり、スパークや電源電圧変動による電源
ノイズが電気回路の動作を不安定にしたり、スパークが
電気回路に電磁的に影響したりして、機器の誤動作を招
く可能性があった。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するために、少なくとも二つ
の並列的な光通信路Ａ、Ｂが形成されてそのうち常に少
なくとも一つの光通信路Ａ、Ｂが通じているよう、回動
部材６，７の回動軌跡を挟む部位に投光素子２３と受光
素子２５とを配設するとともに、投光素子２３に接続し
た送信装置２２にパルス変調器３２を設け、受光素子２
５に接続した受信装置２６にパルス信号成分のみを通過
させるフィルタ３５を設けるという手段を採った。

（作用） 各光通信路Ａ、Ｂはボスプレート６やスポーク部７等の
回動部材によって断続的に遮断されるが、常に少なくと
も一つの光通信路Ａ、Ｂは遮断されないで通じているた
め、回動部材がいかなる位置にあっても光通信が可能で
ある。

また、パルス変調器３２によって送信信号にパルス変調
が施され、投光素子２３及び受光素子２５はパルス変調
光を投受光する。フィルタ３５は外乱光、スパーク、電
源電圧変動等により信号に付加されたノイズ成分をカッ
トし、パルス信号成分のみを通過させる。従って、機器
の誤動作が防上される。

（実施例） 次に、本発明を自動車用ステアリングホイールに具体化
した一実施例を、図面に従って説明する。

自動車のコラム１の前端外縁には態や光の浸入を防ぐた
めの突条２が全周に設けられ、同コラム１内にはステア
リングシャフト３が貫通している。

ステアリングシャフト３の＃Ｊ端にはボス４がナツト５
により締付固定され、ボス４にはボスプレート６が溶接
等により固定されている。ボスプレート６の下縁には２
木のスポーク部７が一体形成されてハ字状に伸びており
、同スポーク部７の先端にはリング部８が支持されてい
る。

ボス４のコラム側外周には合成樹脂よりなるコラム側太
陽歯車９がベアリング１０を介してボス４に対し相対回
動可能に取着され、コラム１に対してはボルト１１によ
って回動しないよう固定されている。同じくボス４のパ
ッド側外周には合成樹脂製のパッド側太陽歯申１２がベ
アリング１３を介してボス４に対し相対回動可能に取着
されており、両太陽歯車９．１２は同径、同歯数に形成
されている。

ボスプレート６外周部の互いに１８０度対向する箇所に
はポリアセタール等の合成樹脂よりなる軸受部材１４が
取着され、各軸受部材１４には遊星シャフト１５が回動
可能に軸支されている。各遊星シャフト１５のコラム側
端部及びパッド側端部には、合成樹脂よりなる同径、同
歯数のコラム側及びパッド側遊星歯車１６．１７が止着
されており、夫々太陽歯車９．１２に噛み合わされてい
る。従って、コラム側及びパッド側遊星歯車１６゜１７
は太陽歯車９．．１２の回りを同時かつ同様に自転しな
がら公転するようになっている。

パッド側太陽歯車１２の前端面には箱状のパッド１８が
ボルト１９により取着されており、パッド１８の前面に
はクラクションホーン、定速走行装置、通信は、ラジオ
、ヘッドライト等に係るスイッチ２０、発音器、表示器
（図示しない）等の電子は器が取着されている。同パッ
ド１８の後端外縁には塵や光の侵入を防ぐための突条２
１が突設されており、前記コラム１の突条２と小間隔を
おいて対向している。

また、パッド１８の内部には上記スイッチ２０等の電子
機器に接続される送信装置２２が装着されており、この
送信装置２２は第５図に示すようにマイコン３１、パル
ス変調器３２及び駆動部３３からなる。マイコン３１は
第６図（ａ）に示すように電子機器の種類に応じた長さ
の電圧信号■１を発生するよう構成されている。

第７図に示すように、電圧信６号Ｖ１を入力するパルス
変調器３２は逆相に接続された２つのインバータＡ１．
Ａ２と、発振周波数を決めるコンデンサＣ１および抵抗
Ｒ１よりなるＣＲ発振回路にて構成されており、その発
振周波数は４０ｋＨ２に設定されている。また、同ＣＲ
発振回路はマイコン３１からの電圧信号Ｖ１を入力した
時のみ同期して発振する同期発振回路でもある。従って
、第６図（ｂ）に示すように、パルス変調器３２は電圧
信号ｖ１に４０ｋＨ７のパルス変調を施して、パルス信
号ｖ２を出力するようになっている。

第８図に示すように、駆動部３３はパルス信号ｖ２が入
力されるエミッタ接地のトランジスタＱ１と、そのベー
ス抵抗Ｒ３及びコレクタ側の電流制御用抵抗Ｒ４とを有
し、次に述べる投光素子２３を並列駆動するようになっ
ている。また、駆動部３３には５ｖの電源電圧が印加さ
れ、各投光素子２３にはパルスのピークで約２００ｍＡ
の電流が流れる。

パッド１８の裏面においてボスプレート６の外縁より外
側、すなわちスポーク部７の回動軌跡の直ぐ前方に位置
する箇所であって、上下に１８０度離れた箇所には二つ
の投光素子２３が配設されている。すなわち、両投光素
子２３の周方向の距浦は各スポーク部７の幅より大きく
、かつ両スポーク部７間の対応する周方向の距離とも異
なる値に設定へれている。本実施例では、この投光素子
２３として発光ダイオード（ＬＥＤ、、具体的には（株
）東芝の製品（商品番＠ＴＬＮ１０５））が匝用されて
いる。第８図に示すように、両投光素子２３は前記駆動
部３３のトランジスタＱ１のコレクタにおいて並列接続
され、同一の光信号を発光するようになっている。

各（λ光素子２３の周囲には筒状の遮光部材２４が装着
されており、遮光部材２４の後端開口面はスポーク部７
の回動軌跡の面面から３〜４ｍｍの位置に近設されてい
る。

一方、コラム１の前端面において、上記各投光素子２３
とスポーク部７の回動軌跡を挟んで前後方向に対向する
位置には上下二つの受光素子２５がｐ２けられている。

本実施例ではこの受光素子２５としてフォトダイオード
が使用され、いずれもコラム１より車体側に設けられた
受信装置２６に接続されている。この受信装置２６は第
９図に示すように、増幅器３４、フィルタ３５、復調器
３５ａ、波形整形器３６及びマイコン３７からなる。

増幅器３４は受光素子２５からの微弱な電気信号を増幅
するよう構成されている。

増幅器３４に接続されたフィルタ３５は４０ｋＨｚのバ
ンドパスフィルタで構成されており、外乱光、スパーク
、電源電圧変動等により信号に付加されたノイズ成分を
カットして、４０ｋｔ−１ｚのパルス信号成分のみを通
過させるようになっている。また、フィルタ３５に接続
された復調器３５ａはパルス信号をレベリングして、一
定の電圧信号を出力するように構成されている。

復調器３５ａに接続された波形整形器３６は比較器を用
いて構成されており、該電圧信号中に残存する微少なノ
イズを除去するようになっている。

また、マイコン３７は電圧信号の長さを判別し、電子ｇ
ｌ　Ｂに応じた目的の信号を１７るようにｆ？４成され
ている。

各受光素子２５の周囲には筒状の囲い部材２７が装着さ
れており、囲い部材２７の面端間口面はスポーク部７の
回動軌跡の後面から３〜４ｍｍの位置に近設されている
。

従って、スポーク部７の回動軌跡を挟んで対向する二組
の投光素子２３と受光素子２５の間に上下二つの光通１
言路Ａ、Ｂが設けられており、同一の光信号が並列的に
投光される。このとき、スポーク部７は投光素子２３と
受光素子２５の間を通過して、光通信路Ａ、Ｂを断続的
に遮断する。そこで、常に少なくとも一方の光通信路Ａ
、Ｂを遮断されないで通じている状態とするため、両光
通信路Ａ、Ｂの周方向の距離は各スポーク部７の幅より
大きく、かつ両スポーク部７間の対応する周方向の距離
とも異なる値に設定されているのである。

以上のように構成された実施例について、次にその作用
効果を説明する。

さて、リング部７を回動してステアリング操作を行うと
、ボスプレート６の回動に伴ってコラム側及びパッド側
の遊星歯車１６．１７が夫々コラム側及びパッド側の太
陽歯車９．１２の回りを自転しながら公転づ°る。ここ
で、コラム側太陽歯車９がコラム１に対して回動不能に
なっているため、パッド側太陽歯＠１２もコラム側太陽
歯車９に倣って］ラム１に対し常に静１した状態となる
。

また、パッド１８のスイッチ２０等を操作すると、送信
装置２２のマイコン３１は電子機器の種類に応じた長さ
の電圧信号Ｖ１を発生し、パルス変調器３２はこの電圧
信号Ｖ１に４０ｋＨｚのパルス変調を施してパルス信号
■２を出力する。続いて、駆動部３３のトランジスタＱ
１はパルス信号Ｖ２に応じてコレクタ電流を変化させる
ため、並列接続された両投光素子２３は同時に同一の光
信号を投光する。

この並列接続された２個〜組の投光素子２３の高速応答
性を試験したところ、−５ｄＢポイントの周波数特性は
約５００ｋＨ７と非常に高かった。

すなわち、パルス変調の周波数４０　ｋ　ｌ−Ｉ　Ｚに
対して１０倍以上の周波数特性を有するため、余裕をも
ってパルスに追従し、パルス変調された光信号を充分に
発光することができる。

投光された光信号は前記光通信路Ａ、Ｂを経由し、受光
素子２５に受光され、受信装置２６の増幅器３４は受光
素子２５からの微弱な電気信号を増幅する。この際、受
光素子２５にはステアリングホイールの外部から外乱光
が入る可能性がある。

また、増幅器３４においては、スパークや電源電圧変動
に基づく電源ノイズによって動作が不安定になったり、
スパークが電磁的に直接作用したりして信号が乱される
恐れがある。

そこで、フィルタ３５は外乱光、スパーク、電源電圧変
動等により信号に付加されたノイズ成分をカットして、
４０ｋＨ２のパルス信号成分のみを通過させる。従って
、光通信のＳＮ比が飛躍的に向上する。また、復調”？
５３５　ａ’ｔよパルス信号をレベリングして一定の電
圧信号を出力し、波形整形器３６は該電圧信号中に残存
する微少ノイズを完全に除去する。また、マイコン３７
は電圧信号の良さを判別し、各種機器を作動させる。こ
のようにして、光通信のＳＮ比が高められるため各種別
器の誤動作が防止される。

いま、スポーク部７が第２図の位置にあるときには、ス
ポーク部７はいずれの光樋信路△、Ｂも遮断しないので
、二組の投光素子２３と受光素子２５の間で並列的に光
通信が行われる。

また、リング部８及びスポーク部７が第２図の状態から
若干回動して第３図の斜め位置に来ると、スポーク部７
は下方の光通信路Ｂのみを遮断するため、上方の投光素
子２３と受光素子２５の間で光通信が行われる。

更に、リング部８及びスポーク部７が第２図の状態から
９０度回動して第４図の貫横位置に来ると、スポーク部
７は下方の光通信路Ｂを通過してしまい、いずれの光通
信路△、Ｂち゛ツバ断しないので、再び二組の投光素子
２３と受光素子２５の間で並列的に光通信が行われる。

リング部８及びスポーク部７の回動全周に亘って上記光
通信路Ａ、Ｂの断続が繰り返され、常に少なくとも一方
の光通信路△、Ｂが遮断されないで通じているため、ス
ポーク部７がいかなる位置にあっても光通信は可能であ
る。

また、本実施例によれば各光通信路Ａ、Ｂはボスプレー
ト６の外縁より外側においてスポーク部７の回″＃Ｊ軌
跡内を通じるため、ボスプレート６によっては遮断され
ることはない。従って、ボスプレート６には光通信用の
透孔を設ける必要がなく、ボスプレート６の強度が低下
する恐れはない。よって、ボスプレート６を必要最小限
の大きさに形成することができ、ステアリングホイール
の小形化、軽量化、低廉化等に寄与する。

また、各投光素子２３及び受光素子２５の周囲に筒状の
遮光部材２４及び囲い部材２７を装着し、更に遮光部材
２４及び囲い部材２７の間口面をスポーク部７の回動軌
跡を挟／Ｖで互いに近接させたため、受光素子２５に光
信号以外の外乱光や塵等が入る可能性が極めて低い。従
って、各種機器の誤動作防止に寄与する。

この発明は前記実施例の構成に限定されるものではなく
、例えば次のように具体化することもできる。

（１）　パルス変調器３２の回路構成を任意の同門発振
回路に変更すること。例えば、ＣＲ発徹回路、ＬＣ発振
回路、水晶発振回路等を応用することができる。また、
パルス変調の周波数も４０１くＨｚに限定されるもので
はなく、任意に変更することができる。

（２）　フィルタ３５はバンドパスフィルタ以外に、単
なるローパスフィルタであってもノイズ低減の効果があ
る。

（３）　光通信路は常に少なくとも一つの光通信路が通
じている位置関係で二つ以上あればよい。

（４）　投光素子２３及び受光素子２５の配設位置をボ
スプレート６の外縁より外側、すなわちスポーク部７の
回動軌跡を挟む位置において変更すること。この場合、
常に少なくとも一方の光通信路Ａ、Ｂを通じている状態
とするためには、両光通信路Ａ、Ｂの周方向の距離を各
スポーク部７の幅より大きく、かつ両スポーク部７間の
対応する周方向の距離とも異なる任意の１直とすればよ
い。

（５）　ボスプレート６に光通信用の透孔を５２け、光
信号がこの透孔を通過するようボスプレー１・６を挟む
位置に投光素子２３及び受光素子２５を配設すること。

ただし、この場合は前記実施例に比べてボスプレート６
の強瞳や寸法の点で不利である。

（６）　光通信路は投光素子２３及び受光素子２５が１
接対向して形成されるものに限らず、反射鏡やプリズム
を介してなるものでもよい。

（７）　前記実施例のようにパッド側からコラム側へ一
方向の光通信を１１うだけでなく、光通信路において往
復道（言可能なように、投光素子及び受光素子を配設し
てもよい。

（８）　投光素子として通常のＬＥＤのみならず、赤外
線のみを投光する赤外線ＬＥＤ、半導体レーザー等を沈
用することもできる。また、受光素子として通常のフォ
トダイオードのみならず、可視光線カット特性フィルタ
句のフォトダイオード、フォトトランジスタ等を使用す
ることもできる。

特に、赤外線ＬＥＤと可視光線カット特性フィルタ付の
フォトダイオードとの組合じを使用した場合には、外乱
光の大部分をなす可視光線がカットされて、赤外線だけ
で光通信が行われる。従って、通常の外乱光の影響を消
失さけることができる。

（９）　前記実施例のような２本スポークタイプのステ
アリングホイールのみならず、通常の１〜４本スポーク
又はそれ以上のステアリングホイールに具体化すること
もできる。１本スポークの場合は、各光通信路間の周方
向の距離をスポーク部の幅より大きく設ければよく、当
然、スポーク部間距離からの拘束はない。

（１０）パッド不回動機溝は前記実施例のような遊星歯
車ｇＭ横によるものに限定されず、例えば２本以上の系
止部材を用いてコラムとパッドとを連結するもの（特願
昭５８−１９４７１号）、螺旋部材を用いてコラムとパ
ッドとをｊＷ結するｂの（特願昭５８−１５２７８１号
）等を採用することもできる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明はスポーク部、ボスプレー
ト等の回動部材がいかなる位置にあっても光通信が可能
であるばかりでなく、外乱光、スパーク、電源電圧変動
等に起因して信号に付加されるノイズの影響が消失し、
正確な光通信が可能となり、態器の誤動作を防止するこ
とができるという優れた効果を秦する。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明を具体化したステアリングホイールの一実
施例を示し、第１図は同実施例を第２図のＡ−Ａ線で切
断して示す断面図、第２図は同じく正面図、第３図はス
ポーク部が第２図の位置から６十回動した状態を示す要
部背面図、第４図はスポーク部が第２図の位置から約９
０度回動した状態を示り゛要部背面図、第５図は送信装
置の構成を示すブロック図、第６図（ａ）及び（ｂ）は
夫々送信装置内における電圧信号ｖ１及びｖ２の変化を
示す作動説明図、第７図は送信装置のパルス変調器の構
成を示ず回路図、第８図は送信装置の駆動部の構成を示
す回路図、第９図は受信装置の構成を示すブロック図で
ある。 １・・・コラム、６・・・ボスプレート、７・・・スポ
ーク部、１８・・・パッド、２２・・・送信装置、２３
・・・投光素子、２５・・・受光素子、２６・・・受信
装置、３２・・・パルス変調器、３５・・・フィルタ、
Ａ・・・光通信路、Ｂ・・・光通信路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パッド不回動機構を備えたステアリングホイールに
   おいて、少なくとも二つの並列的な光通信路（Ａ、Ｂ）
   が形成されてそのうち常に少なくとも一つの光通信路（
   Ａ、Ｂ）が通じているよう、回動部材（６、７）の回動
   軌跡を挟む部位に投光素子（２３）と受光素子（２５）
   とを配設するとともに、投光素子（２３）に接続した送
   信装置（２２）にパルス変調器（３２）を設け、受光素
   子（２５）に接続した受信装置（２６）にパルス信号成
   分のみを通過させるフィルタ（３５）を設けたことを特
   徴とするステアリングホイール。 ２、パルス変調器（３２）は信号の入力時のみに発振す
   る同期発振回路からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載のステアリングホイール。 ３、回動部材はスポーク部（７）であり、光通信路（Ａ
   、Ｂ）はスポーク部（７）の回動軌跡内を通過するよう
   配設されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のステアリングホイール。 ４、パッド（１８）の裏面に少なくとも二つの発光ダイ
   オード（２３）を設けるとともに、コラム（１）の前端
   面にスポーク部（７）の回動軌跡を挟んで受光素子（２
   ５）を設け、これらの投光素子（２３）と受光素子（２
   ５）の間に光通信路（Ａ、Ｂ）を形成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第３項に記載のステアリングホイー
   ル。 ５、投光素子（２３）として赤外線のみ投光する発光ダ
   イオードを使用し、受光素子（２５）として可視光線カ
   ット特性を有するフィルタ付のフォトダイオードを使用
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のス
   テアリングホイール。