KR100462422B1 - 서로 상대적으로 회전가능하게 지지된 2개의 차량 부분 사이에서 신호의 무접촉 전송을 위한 장치 - Google Patents

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KR100462422B1 KR10-1998-0701231A KR19980701231A KR100462422B1 KR 100462422 B1 KR100462422 B1 KR 100462422B1 KR 19980701231 A KR19980701231 A KR 19980701231A KR 100462422 B1 KR100462422 B1 KR 100462422B1
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Abstract

스티어링 휠 내에 설치된 에어백과 스티어링 휠 외측에 설치된 제어회로 사이에서 신호접속을 형성하는 전송 유닛은 별개의 포트 코어(3, 4)에 설치되어 있는 1차 권선 및 2차 권선(1, 2)을 구비한다. 1차 권선 및 2차 권선(1,2)은 별개의 링형 포트 코어에 감겨있고 별개의 링형 포트 코어는 스티어링 휠 축선(5)을 중심으로 해서 서로 상대적으로 회전가능하게 지지되어 있다. 전송 유닛이 에어벡의 측정 신호를 착오없이 전송하기 위해 그들의 양 포트 코어(3, 4)중의 한편이 U자 형상으로 구성된 횡단면을 갖추고 그래서 다른 편의 포트 코어(4)가 한편의 포트 코어내로 돌출하므로, 자속(8)이 양 포트 코어(3, 4)사이에 존재하는 공극(6, 7)에, 예를 들면, 스티어링 휠 축선(5)에 대해서 반경방향으로 교차한다.

Description

서로 상대적으로 회전가능하게 지지된 2개의 차량 부분 사이에서 신호의 무접촉 전송을 위한 장치
본 발명은 서로 상대적으로 회전가능하게 지지된 2개의 차량부분 사이에서 신호의 무접촉 전송을 위한 장치,예를 들어, 에어백을 구비한 스티어링 휠과 섀시에 설치된 제어회로 사이에서 신호의 무접촉 전송을 위한 장치로서, 이 전송 장치는 전송 유닛(transfer unit)으로 구성되며, 이 전송 유닛의 1차 및 2차 권선은 차량부분의 회전축선을 중심으로 서로 상대적으로 회전가능한 별개의 링형 포트 코어(pot core) 내에 배치되어 있고, 포트 코어 중 하나가 U자형 횡단면을 갖고 있는 전송장치에 관한 것이다.
차량의 스티어링 휠 내에 설치된 에어백(운전자 에어백)의 점화 및 진단을 위해서 다음과 같은 장치 구성이 필요하다. 즉, 스티어링 휠 위치에 관계없이 스티어링 휠에서의 에어백의 점화 시스템과, 스티어링 휠 외부에 설치된 제어회로 사이에서 완벽한 신호전송을 가능하게 하는 장치 구성이 필요하다. 이 신호전송을 슬립 링 또는 벌류트 스프링(volute spring)을 사용하여 실현하는 것이 일반적이다. DE 3812633A1호에 나타나는 바와 같이, 그러한 기계적 접촉 장치는 스티어링 휠 운동을 방해한다. 또한, 이 장치는 항상 완벽한 기능을 보장하지 않으며, 특히 비교적 큰 저항 변동으로 인해 점화 시스템의 진단 에러를 야기한다. 에어백용의 점화 캡슐(firing capsule)의 저항은 통상 약 2Ω 의 매우 작은 저항값을 갖는다. 에어백의 진단을 위해 상기 저항이 연속적으로 반복해서 측정되고, 측정된 저항이 점화 캡슐의 실제 저항값을 정해진 한계값 만큼 초과하거나 또는 미달하면, 에러 통보 메시지가 경고 램프를 통해서 운전자에게 전달한다. 확실한 진단을 실시하기 위해서는, 점화 캡슐의 저항이 매우 정확하게 측정되어야 한다. 즉, 에어백으로부터 제어 장치로의 신호 전송을 위한 시스템에서는 점화 캡슐의 저항에서 측정되는 저항값의 변동이 매우 작아야 한다. DE 28 12 633 A1 호 및 DE-OS 24 33 555 호에 따르면, 슬립 링 또는 벌류트 스프링 대신 스티어링 휠과 스티어링 휠 칼럼 사이에 전송 유닛이 삽입되어 있고, 이 전송 유닛의 1차 및 2차 권선이 스티어링 휠 축선을 중심으로 서로 상대적으로 회전가능하게 지지되어 있다. DE-OS 24 33 555호에 나타난 전송 유닛의 1차, 2차 권선은 서로 상대적으로 회전가능하게 동축방향으로 설치된 별개의 포트 코어 내에 배치되어 있다. 상기 공지된 전송 유닛이 1차, 2차 권선간의 자속을 비교적 많이 누설시킴으로써, 양 권선 사이의 결합이 매우 긴밀하지 못하며 점화 캡슐 저항의 측정 정확도가 떨어진다.
EP O52O535 A 호에 공지된 전송 유닛에서는 1차 권선 및 2차 권선이 각각 U자형 포트 코어 내에 설치되어 있다. 2개의 U자형 포트 코어는 회전축선의 방향으로 서로 상하로 배치되어 있다. 상기 U자헝 포트 코어의 암의 단부면은 서로 대향함으로써, 양 포트 코어를 통과하는 자속이 암의 단부면 사이에 있는 공극과 회전축선의 방향으로 교차한다. 양 포트 코어의 상호 축방향 오프셋은 공극을 변화시키며, 이것은 전송 유닛의 양 권선 사이의 자기 결합에 현저하게 영향을 미치고, 그에 따라 점화 캡슐 저항의 측정 정확도에 영향을 미친다.
도 1은 스티어링 휠 축선에 대해서 평행하게 연장되는 공극을 갖는 전송 유닛을 도시한 도면.
도 2는 스티어링 휠 축선에 대해서 경사지게 연장되는 공극을 갖는 전송 유닛을 도시한 도면.
따라서, 본 발명의 목적은 가급적 높은 정확도로 에어백의 점화 캡슐의 저항을 측정할 수 있는 상기 방식의 전송 유닛을 제공하는데 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 특징에 의해 달성된다. 즉, 한 권선 포트 코어가 다른 권선의 포트 코어 내에 삽입됨으로써, 양 권선 간의 매우 긴밀한 결합이 이루어진다. 또한, 포트 코어는 그들 사이에 존재하는 공극이 자속에 의해 유리하게 스티어링 휠 축선에 대해서 반경방향으로 교차되도록 형성된다. 후자의 특징에 의해 저항측정이 2개의 권선의 축방향의 오프셋과 거의 무관하게 된다. 스티어링 휠 칼럼 상에 스티어링 휠의 끼어맞춤은 양 권선 사이의 오프셋에 영향을 미치지만 이것이 중요한 것이 아니기 때문에, 스티어링 휠의 설치시 매우 높은 공차(tolerance)를 유지할 필요는 없다. 즉, 본 발명에 따른 전송 유닛의 구성에 의해 점화 캡슐 저항이 확실하고 간섭 없이 측정될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시예는 종속 청구항에 제시되어 있다. 그에 따르면 포트 코어 사이의 공극의 원추형 형상에 의해 전송 유닛의 측정 정확도가 양 권선의 축방향 오프셋의 영향을 덜 받게 된다.
적어도 포트 코어가 철로 구성되는 경우, 포트 코어 내에 와전류(eddy current)-이것은 양 권선 간의 결합을 약화시키고 게다가 온도에 의존하게 만든다-가 생기므로, 측정 결과에 에러가 생긴다. 따라서, 전류 경로를 확장시키는 요면을 포트 코어내에 설치하거나 또는 포트 코어를 서로 절연된 개별 세그먼트로 제작함으로써, 와전류의 발생을 억제하는 것이 바람직하다. 또한 선택된 재료, 예를 들어 페라이트, 플라스틱 접착의 페라이트 분말 또는 플라스틱 접착의 순수한 철 또는 니켈-철-분말에 의해 와전류가 현저히 감소되어 거의 영으로 된다.
이하, 도면에 도시된 2개의 실시예를 참고로 본 발명을 상세히 기술한다.
도 1은 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)을 갖춘 링형 전송 유닛의 횡단면도를 도시한다. 1차 권선(1)은 U자형 횡단면 형상을 갖춘 포트 코어(3)내에 수용되고, 2차 권선(2)은 동일하게 U자형 횡단면 형상을 갖는 포트 코어(4)내에 수용되어 있다. 2차 권선(2)의 포트 코어(4)는 다른 U자형 포트 코어(3)내로 삽입되어 있다. 양 포트 코어(3, 4)는 중심축선(5)을 중심으로 상대 회전 가능하게 지지되어 있다. 포트 코어(4)는 회전자의 기능을 하고 스티어링 휠에 연결되어 있으며, 포트 코어(3)는 고정자로서 고정 스티어링 휠 칼럼에 고정되어 있다(스티어링 휠 및 스티어링 칼럼은 도시 생략됨). 전송 유닛의 회전 축선(5)은 스티어링 휠 축선과 일치한다. 물론, 포트 코어에서 고정자 및 회전자의 기능을 바꿀 수도 있다.
도 l에 도시된 실시예의 경우 포트 코어(3, 4)는 그들 사이에 존재하는 공극(6, 7)이 스티어링 휠 축선(5)에 대해서 평행하도록 형성되어 있다. 파선(8)으로 표시된 바와 같이, 자속이 포트 코어(3, 4)의 암에 의해 집중되어 권선(1, 2)의 주위로 안내됨으로써, 권선(1, 2) 사이의 결합을 감소시킬 수 있는 누설 자속이 최소로 저감된다. 또한, 자속(8)은 스티어링 휠 축선(5)에 대해서 반경방향으로 공극(6, 7)과 교차되도록 안내된다. 이러한 프로파일 때문에, 양 포트 코어(3, 4) 사이의 축방향 오프셋에 의한 자속(8)의 영향이 극히 작아진다. 따라서, 2차 권선(2)에 접속된 점화 캡슐의 저항의 측정은 양 포트 코어(3, 4) 사이의 축방향 오프셋[축선(5)에 대해]이 발생한 경우에도 거의 에러를 갖지 않는다. 따라서, 3mm까지의 스티어링 휠에 대한 비교적 큰 축방향 조립 공차도 점화 캡슐 저항의 측정결과에 매우 미미한 영향밖에 미치지 아니한다.
양 포트 코어(3, 4) 사이의 축방향 이동에 의한 점화 캡슐 저항의 측정 결과의 영향은 도 2에 도시된 전송 유닛의 실시예에 의해 거의 완전하게 보상될 수 있다.
도 1의 실시예와는 달리, 도 2의 전송 유닛에서 U자형 포트 코어(3)의 암은, 양 포트 코어(3, 4) 사이에 존재하는 공극(6', 7')이 U자형 포트 코어(3)의 개구방향으로 서로 경사지도록 원추형으로 형성된다. 양 포트 코어(3, 4) 사이의 축방향오프셋이 증가하면, 자동적으로 양 공극(6', 7')의 폭이 감소하고 따라서 포트 코어(3, 4)로 형성되어 있는 자기회로의 유효 투자율이 증가한다. 상기 투자율 증가에 의해 양 권선(1, 2) 사이의 결합이 커지고 양 권선간의 축방향 오프셋 증가에 의해 야기된 결합의 약화가 저지된다.
포트 코어(3, 4)의 재료가 10,000 S/m 보다 큰 도전율(예를 들어 철의 경우)을 가지면, 상기 포트 코어(3, 4) 내에 현저한 와전류가 형성된다. 와전류-이것은 온도 의존성이다-는 자속을 제한하고, 따라서 양 권선(1, 2) 사이의 결합을 약화시켜서 점화 캡슐 저항의 정확한 진단을 불가능하게 한다. 포트 코어(3, 4)에 와전류의 경로를 연장시키는 요면(indentation)(도시 생략)을 형성하여 와전류의 저항을 높임으로써, 상기 와전류를 감소시킬 수 있다. 또한 포트 코어(3, 4)를 서로 전기 절연된 세그먼트로 구성함으로써 상기 와전류를 유효하게 감소시킬 수 있다. 또한, 포트 코어(3, 4)에 500 S/m 보다 작은 도전율 및 200 보다 큰 상대 투자율을 가진 재료를 사용함으로써 와전류를 가장 유효하게 피할 수 있다. 예를 들면, 페라이트 또는 플라스틱 접착의 철- 또는 페라이트 분말 또는 철 니켈 합금이 상기 재료 특성을 갖는다. 플라스틱은 매우 작은 금속입자를 전기 절연 방식으로 둘러싸기 때문에 강자성 금속에 대한 높은 충전율이 얻어진다. 상기 분말형 재료의 다른 이점은 복잡한 기하학적 형상이 비교적 간단히 프레스 또는 사출성형법으로 저렴하게 제작됨으로써, 절삭가공을 완전히 생략할 수 있다는 것이다. 후속하는 열처리에 의해 성형체의 강도를 높일 수 있다. 1000 보다 큰 상대 투자율을 가진 니켈-철(Ni5O-Fe5O)의 사용에 의해 전송특성을 더욱 개선할 수 있다.

Claims (10)

  1. 서로에 대해서 회전가능하게 지지된 2개의 차량부분 사이에서 신호의 무접촉 전송을 위한 장치에 있어서,
    환형 형태를 가지며 제 1 내부 연장부와 제 1 외부 연장부를 포함하고 U자형횡단면을 구비하는 제 1 포트 코어와;
    상기 제 1 포트 코어에 배치된 제 1 권선과;
    환형 형태를 가지며 제 2 내부 연장부와 제 2 외부 연장부를 포함하고 상기 제 1 포트 코어 내로 돌출하여 그 사이에 공극(air gap)을 형성하는 제 2 포트 코 어와;
    상기 제 2 포트 코어에 배치된 제 2 권선을 포함하며,
    상기 제 1 포트 코어 및 제 2 포트 코어중 적어도 하나는 축선 주위에서 회전가능하고,
    상기 제 1 포트 코어의 제 1 내부 연장부는 제 2 포트 코어의 제 2 내부 연 장부와 중첩되며,
    상기 제 1 포트 코어의 제 1 외부 연장부는 제 2 포트 코어의 제 2 외부 연 장부와 중첩되고,
    제 1 포트 코어 및 제 2 포트 코어 사이의 자속은 공극과 교차하는 신호의 무접촉 전송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 두 차량 부분들은 에어백을 장착한 스티어링 휠과 섀시에 배열된 제어 회로를 포함하고,
    자속이 축선에 대해서 실질적인 반경방향으로 제 1 및 제 2 내부 연장부 사이의 위치에서 공극과 교차하는 신호의 무접촉 전송 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 공극은 제 1 및 제 2 공극을 포함하고,
    상기 제 1 공극은 제 1 내부 연장부와 제 2 내부 연장부 사이에 형성되고, 제 2 공극은 제 1 외부 연장부와 제 2 외부 연장부 사이에 형성되며,
    상기 제 1 및 제 2 공극은 서로 축방향으로 평행하게 배향되는 신호의 무접촉 전송 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 공극은 제 1 및 제 2 공극을 포함하고,
    상기 제 1 공극은 제 1 내부 연장부와 제 2 내부 연장부 사이에 형성되고, 제 2 공극은 제 1 외부 연장부와 제 2 외부 연장부 사이에 형성되며,
    상기 제 1 및 제 2 공극은 상기 제 1 포트 코어의 개방부의 방향으로 서로를 향하여 경사지는 신호의 무접촉 전송 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 포트 코어 및 제 2 포트 코어중 적어도 하나는 전류 경로에서 와전류(eddy current)가 생기는 복수의 요면(indentation)을 구비하고, 이 복수의 요면은 전류경로를 길게 연장시키는 신호의 무접촉 전송 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 포트 코어 및 제 2 포트 코어중 적어도 하나는 와전류가 흐르는 영역에서 서로 전기적으로 절연되는 복수 세그먼트들로써 조립되는 신호의 무접촉 전송 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 포트 코어 및 제 2 포트 코어는 플라스틱 접착의 철 분말로 구성되는 신호의 무접촉 전송 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 포트 코어 및 제 2 포트 코어는 플라스틱 접착의 페라이트 분말로 구성되는 신호의 무접촉 전송 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 포트 코어 및 제 2 포트 코어는 플라스틱 접착의 니켈-철 분말로 구성되는 신호의 무접촉 전송 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 두 차량 부분들은 스티어링 휠을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 내부 연장부는 실질적으로 상기 스티어링 휠 부근에 제공 되며,
    상기 제 1 및 제 2 외부 연장부는 실질적으로 상기 스티어링 휠로부터 이격되게 제공되는 신호의 무접촉 전송 장치.
KR10-1998-0701231A 1995-09-01 1996-06-25 서로 상대적으로 회전가능하게 지지된 2개의 차량 부분 사이에서 신호의 무접촉 전송을 위한 장치 KR100462422B1 (ko)

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