JPS6220748A - 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） この発明はパッド部下回動型のステアリングホイールに
係り、詳しくはスポーク部を挟んだパッド部側とコラム
側との間における磁気を用いた通信構造に関するもので
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、
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、パッド部側とコ
ラム側との間で信号を送受する必要があり、その手段と
してはスリップリング方式や光通信が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記方式には次に示すいくつかの問題点がある
。

即ち、スリップリング方式を用いた場合、送受信できる
信号の数はスリップリングのリング数に比例するため、
該スリップリングの大きさやリング数等の制約によりあ
まり多くの情報を伝達することができなかった。

さらに、このスリップリング方式は、スリップリングと
それに接触するブラシとの接触抵抗により信号エラーを
起こす可能性がある。これは多重送受信を行う場合の問
題となっている。

また、光通信においても、送信器と受信器との間には必
ずスポーク部が位置するため、この遮蔽物に対する何ら
かの対策を講じる必要があった。

さらに、太陽光等の外乱光と光信号とを区別するために
識別回路を付けたり、光通信部分を遮光する遮光部材が
必要となり、部品点数が増え、組付工程も煩雑になると
いう問題があった。

従うて、本発明の目的はパッド部側とミコラム側との間
の信号送受手段として電磁誘導を用いて通信を行なおう
とするものである。

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、スポーク部また
はボスプレートを挟んだパッド部側及びコラム側に磁気
通信用の送信ユニットと、受信ユニットとを少なくとも
一組設けるとともに、少なくとも受信ユニットにはコア
に巻回されたコイルを用いた手段を採用している。

（作用） 送信ユニットに所定の電流が流れると磁界が発生する。

この磁力線が受信ユニットに到達すると、該受信ユニッ
トには電磁誘導により起電力が誘起され、送信ユニット
と受信ユニットとの間に磁気通信路が形成される。

また、受信ユニットとしてコア入りのコイルを用いたた
め、送信ユニットより発生させた磁束の受信コイル中に
取り込める量が多くなる。

また、送信ユニットとしてコア入りのコイルを用いたた
め、発生する磁界は強くなり、前記磁気通信路は幅の広
いものとなる。

また、送信ユニットと受信ユニットのコイルの軸芯方向
がスポーク部の幅方向に対して平行に配置されているた
め、磁力線はスポーク部をまたぐように流れる。

従って、前記磁気通信路にスポーク部が配置され、スポ
ーク部にうず電流が生じることにより逆磁束が発生して
も、磁気通信路が完全に遮断されることがなく、スポー
クがいかなる位置にあっても磁気通信が可能である。

（実施例） 次に、本発明の磁気を用いた通信手段（以下、磁気通信
という）を自動車用ステアリングホイールに具体化した
一実施例を第１〜９図に従って説明する。

自動車のコラムｌの前端外縁には塵や光の侵入を防ぐた
めの突条２が全周に設けられ、同コラムｌ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の前端にはボス４がナフト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の下方外周部には２本のスポーク部７が
一体的に溶接等により固定されてへ〇字伏に伸びており
、同スポーク部７の先端にはリング部８が支持固定され
ている。

ボス４のボスプレート６より下方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に固定されている。

同じくボス４のボスプレート６より上方のパッド側外周
には合成樹脂製のパッド側太陽歯車１２がベアリング１
３を介してボス４に対して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の外周部の互いに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、おのおの太陽
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
周りを同時かつ同様に自転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部１８
がボルト１９により取着されており、パッド部１８の前
面にはクラクション、定速走行装置、通信機、ラジオ、
ヘンドライド等に係るスイッチ２０、発音器、表示器（
図示しない）等の電子機器が取着されている。

パッド部１８の後端外縁には塵や光の侵入を防ぐための
突条２１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、パッド部１８の内部には前記スイッチ２０等の電
子機器に接続される送信装置２２が装着されている。こ
の送信装置２２においては、図示しないマイコンによっ
て電子機器の種類に応じた長さの電流信号にパルス変調
がなされ、次に述べる送信ユニット２３を駆動しうるよ
うになっている。

パッド部１８の裏面においてボスプレート６の外縁より
外側、即ちスポーク部７の回動軌跡の直ぐ前方に位置す
る箇所には磁気通信用としての送信ユニット２３が配設
されている。本実施例ではこの送信ユニット２３として
は両端のフランジ部が大径に形成されたフェライト類の
Ｉ型コア２４と、前記両フランジ部２４ａ、２４ｂの間
に巻回されたコイル２５とから構成されており、前記送
信装置２２に接続されて磁界（以下、説明上磁気信号と
いう）を発生するようになっている。

従って、前記送信ユニット２３は前記送信装置２２から
の信号をこの磁気信号に変換してコラムｌ側に送信する
ようになっている。

一方、前記送信ユニット２３とスポーク部７の回動軌跡
を挟んで前後に対向する位置、即ち前記送信ユニット２
３によって送信された磁気信号が到達するコラム１前端
面には受信ユニット２９が設けられている。本実施例で
は受信ユニット２９は前記送信ユニット２３と同一の構
成を備えている。即ち、両端のフランジ部３０ａ、３０
ｂが大径に形成されたフェライト類のＩ型コア３０と、
両フランジ部３０　ａ、　　３０　ｂの間に巻回された
コイル３１とから構成されており、コラム１より車体側
に設けられた受信装置３２に接続されている。

この受信装置３２においては、前記送信ユニット２３か
らの磁気信号によって受信ユニット２９に誘起された起
電力から前記受信ユニット２９の電気信号に応じた目的
の信号が得られるようになっている。

また、前記送信ユニット２３及び受信ユニット２９は両
コイル２５．３１の軸芯方向が前記スポーク部７と平行
になるように配置されている。このため、前記コア２４
．３０中の磁力線の方向はスポーク部７の幅方向に対し
て互いに平行となっている。

従って、スポーク部７の回動軌跡を挟んで対向する一組
の送信ユニット２３のフランジ部２４ａと受信ユニット
２９のフランジ部３０ａとの間には幅が広く、且つ前記
スポーク部７をまたぐような磁気通信路Ａが設けられて
おり、磁気信号が送信される。このとき、前記スポーク
部７は送信ユニット２３と受信ユニット２９との間を通
過して磁気通信路Ａ上に位置する場合がある。ところが
、前記磁気通信路Ａを形成する磁力線はコア２４入りの
コイル２５を用いたため磁界が強くなり、スポーク部７
の幅よりはるかに拡がった閉曲線をなしている。従って
、前記磁気通信路Ａは前記スポーク部７によって完全に
遮断されることはなく、受信ユニット２９に電磁誘導に
より起電力を誘起させるようになっている。

以上のように構成された実施例についてその作用、効果
を説明する。

さて、リング部８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がおのおのコラム側及びパッド側
太陽歯車９．１２の回りを自転しながら公転する。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、パッド側太陽歯車１２もコラム側太陽
歯車９に倣ってコラム１に対し不回動の状態となる。

また、パッド部１８のスイッチ２０等を操作すると、送
信装置２２にて電子機器の種類に応じた長さのパルス変
調した電気信号が発生し、送信ユニット２３は磁気信号
を送信する。この磁気信号は前記磁気通信路Ａを経由し
、スポーク部７の回動軌跡を挟んで対向している受信ユ
ニット２９に電磁誘導により起電力を誘起させ、受信装
置３２にて目的の電気信号となって、各種機器を作動さ
せる。

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は磁気通信路Ａを遮断しないで、−組の送信
ユニット２３と受信ユニット２９との間で磁気通信が行
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図の斜め位置にくると、スポーク部７
は磁気通信路Ａ上に達する。ところが、前記磁気通信路
Ａを形成する磁力線は第４図に示すような分布状態にな
る。

即ち、スポーク部７に生じるうず電流による逆磁束によ
ってコア中心一部における磁束の伝達は極めて小さくな
る。しかし、フランジ部２４ａからは磁束が広がり、ス
ポーク部７に生じるうず電流による逆磁束により、スポ
ーク部７を越えるようにして受信ユニット２９に伝達さ
れる。このとき、受信ユニット２９のフランジ部３０ａ
により多くの磁束を取り込めるため、前記スポーク部７
によって完、全に遮断されることはなく、受信ユニット
２９に電磁誘導により起電力を誘起させる。

さらに、リング部８及びスポーク部７が第２図の位置か
ら回動して第５図の真横位置に来ると、スポーク部７は
前記磁気通信路Ａを遮断することはなく、再び送信ユニ
ット２３と受信ユニット２９との間で磁気通信が行われ
る。

なお、前記第２図における磁気通信状態を確認するため
に、次に示す実験を行った。

即ち、第６図に示すように、一対の受信ユニット２３と
送信ユニット２９との間に複数のポイント１〜７を設け
て、各ポイントにスポーク部７が配置されたときの各ユ
ニット２３．２９間の磁気結合の強さを測定した。その
結果を第７図の実線ｌとして示す。

第７図より明らかなように、スポーク部７が磁力線上（
２及び５ポイント付近を示す）に配置されても磁気結合
の強さはそれほど低下せず、従って、磁気通信が不能と
なることはなかった。

さらに、この実験の比較例として第８図に示すように各
コイル２５．３１の軸芯方向が同一直線上となるように
各ユニット２３．２９を配置した。

この場合の磁気結合の強さを第９図の実線１′として示
す。

この場合、前記第７図に比ベスポーク部７が磁力線上（
４ポイント付近を示す）に配置されたときの磁気結合の
低下が著しいため、前記受信装置３２の受信レベルを広
範囲に設定しなければならない。従って、本実施例の態
様の方がより好ましい。但し、軸芯方向を同一直線上と
したからといって通信が不能となることはなかった。

以上のように構成された本実施例によれば、パッド部１
８側とコラム１側との間の信号伝達手段として磁気通信
を用いるとともに、磁界を強めるためにフェライト製の
■型コア２４．３０を用い、さらに、該コイル２５．３
１の軸芯方向がスポーク部７の幅方向と平行になるよう
に送受信ユニット２３．２９を配置したため、スポーク
部７をまたぐような幅の広い磁気通信路Ａを形成するこ
とができる。従って、スポーク部７が前記磁気通信路Ａ
上に位置しても幅の広い磁気通信路Ａはスポーク部７に
よって完全に遮断されることはない。

また、受信ユニット２９としてコア３０入りのコイル３
１を用いたため、コイル３１中に取り込む磁束が多くな
り、受信ユニット２９に起電力を生じさせることができ
、確実に信号伝達が可能となる。

さらに、磁界が強くなり、多くの磁束を取り込めること
によって、前記送信ユニット２３と前記受信ユニット２
９自体を小型化することができるばかりでなく、消費電
力を少なくしたり、磁気回路自体をコンパクトなものと
することができる。

また、■型コア３０の両端のフランジ部３０ａ。

３０ｂをその表面積が大きくなるよう大径にしたため、
磁力線の分布の幅が拡がり、コイル３１への磁力線の取
り込み量を多くすることができるばかりでなく、磁気通
信の感度をも上げることができる。

また、光通信を用いたときのようにスポーク部７にスリ
ットを設けたり、通信回路を複数組設けたりする必要も
ないため、安価な製造コストで製造可能である。

なお、この発明は前記実施例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可能である。

（１）前記送受信ユニット２３．２９のコア２４゜３０
とコイル２５．３１との組み合わせ及び形状は前記実施
例に限定されるものではなく、第１０゜１１図に示すよ
うな態様にしても良く、さらには、第１２図に示すよう
に、コア２４．３０のフランジ部２４　ａ、　　２４　
ｂ、　　３０　ａ、　　３０　ｂ間をスポーク部７の幅
よりも広くしても良く、コア２４の形状は磁力線の分布
が広がり易い形状ならばどのようなものでも良い。

（２）前記コア２４．３０の材質は前記実施例のフェラ
イトの他、鉄、コバルト、ニッケル等の磁性体を用いて
も良い。

（３）前記磁気通信装置は前記実施例のスポーク部７を
挟んだパッド部１８側及びコラム１側の他、ボスプレー
ト６を挟んだパッド部１８側及びコラム１側でも良い、
つまり、前記磁気信号Ａが完全に遮蔽されてしまわない
ような部分ならばどこでもかまわないのである。

（４）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、１本、３本、４本又はそれ
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
。この場合、前記送信ユニット２３及び受信ユニット２
９を複数組設ければ、さらに、確実な信号伝達が可能に
なる。

（５）パッド部不回動機構は前記実施例のような遊星歯
車機構によるものに限定されず、例えば２本以上の係止
部材を用いてコラムとパッド部とを連結するもの（特願
昭５８−１９４７１号）、らせん部材を用いてコラムと
パッド部とを連結するもの（特願昭５８−１５２７８１
）等を採用することもできる。・ （６）前記磁気通信は前記実施例のパッド部１８側から
コラム１側に限定されるものではなく、コラム１側から
バンド部１８側への信号伝達手段として用いても良い。

発明の効果 以上詳述したように、本発明では少なくとも磁気通信用
の受信ユニットとしてコア入りのコイルを用いたため、
受信コイル中に取り込める磁束の量を多くすることがで
きるばかりでなく、ユニット自体を小型化したり、消費
電力を少なくしたりすることが可能となり、率いては、
磁気回路自体を小型化、簡素化することができるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化したステアリングホイールの一
実施例を示す部分断面図、第２図は同じく部分正面図、
第３図はスポーク部が第２図の位置から若干回動した状
態を示す要部背面図、第４図は第３図の状態のときの磁
気通信の状態を示す部分断面模式図、第５図はスポーク
部が第３図の位置から回動した状態を示す要部背面図、
第６図は本実施例の磁気通信状態を確認するための実験
例を示す部分断面図、第７図は第６図の実験結果を示す
グラフ図、第８．９図は本実施例の比較例を示し、第８
図は実験例、第９図はその結果を示すグラフ図、第１０
〜１２図は本発明の別例を示す部分拡大図である。 コラム；１　パッド部；１８ 送信ユニット；２３　コア；３０ コイル；３１　受信ユニット；２９ スポーク部；７　ボスプレート；６ 特許出願人　　　　　豊田合成　株式会社代理人　　　
弁理士　　　　　恩１）博宣図面その６ ・１ ・２ ・７ １２８４５６’？ スポーク位置 ・７ １　２８４５６Ｔ スポーク位置　　゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パッド部下回動型のステアリングホィールにおいて
   、スポーク部（７）またはボスプレート（６）を挟んだ
   パッド部（１８）側及びコラム（１）側に磁気通信用の
   送信ユニット（２３）と、受信ユニット（２９）とを少
   なくとも一組設けるとともに、少なくとも受信ユニット
   （２９）にはコア（３０）に巻回されたコイル（３１）
   を用いたことを特徴とするステアリングホィール。 ２、前記受信ユニット（２９）は両端のフランジ部（３
   ０ａ、３０ｂ）が大径に形成されたフェライト製のＩ型
   コア（３０）と、前記両フランジ部（３０ａ、３０ｂ）
   間に巻回されたコイル（３１）とから構成されているこ
   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
   ングホィール。 ３、前記送信ユニット（２３）はコア（２４）入りのコ
   イル（２５）を用い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ィール。 ４、前記送信ユニット（２３）と、受信ユニット（２９
   ）とは両コイル（２５、３１）の軸芯方向がスポーク部
   （７）の幅方向に対して互いに平行となるように配置さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のステアリングホィール。