CN1877920A - 旋转连接器与舵角传感器的连接结构 - Google Patents

旋转连接器与舵角传感器的连接结构 Download PDF

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CN1877920A CNA2006100935601A CN200610093560A CN1877920A CN 1877920 A CN1877920 A CN 1877920A CN A2006100935601 A CNA2006100935601 A CN A2006100935601A CN 200610093560 A CN200610093560 A CN 200610093560A CN 1877920 A CN1877920 A CN 1877920A
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Abstract

本发明提供一种能够降低噪声的旋转连接器与舵角传感器的连接结构。在旋转连接器(1)的第1转子部件(转子壳体)(4)与舵角传感器(2)的第2转子部件(旋转部件)(12)的连接结构中，在夹压状态下将圆环状中继弹性部件(10)设置在两转子部件(4、12)之间，使第1转子部件(4)的连接突起(9d、9e)卡合到该中继弹性部件(10)的一对卡合缺口(10a、10b)中，并且使第2转子部件(12)的连接突起(12c、12d)卡合到与之正交的另一对卡合缺口(10c、10d)中。并且，将卡合缺口(10a、10b)形成为长孔状，允许第1转子部件(4)沿中继弹性部件(10)的径向移动。

Description

旋转连接器与舵角传感器的连接结构
技术领域
本发明涉及组装到汽车的转向装置中作为安全气囊系统等的电连接装置使用的旋转连接器与作为方向盘的旋转信息检测装置的舵角传感器的连接结构。
背景技术
旋转连接器为将转子部件旋转自由地连接在定子部件上，将挠性电缆装入、卷绕到这些定子部件和转子部件之间区分成的环状空间内的装置，通过使转子部件与方向盘连动旋转，使挠性电缆在环状空间内卷紧或松卷。这里，旋转连接器的转子部件与定子部件之间要确保比较大的空隙(与旋转轴正交的平面内方向的间隙)，通过这样使转子部件能够稳定地与方向盘连动旋转。而舵角传感器为将具有编码板的转子部件旋转自由地连接在固定部件上、并且将光电遮断器等装入该固定部件的内部的装置，通过使转子部件和编码板与方向盘连动并旋转，从而从光电遮断器输出旋转量的检测信号。这里，有必要将舵角传感器的转子部件以小的间隙支持在固定部件上，由于通过这样抑制了一体地固定在转子部件上的编码板在轴线方向与径向上的松动，因此从光电遮断器中输出稳定的检测信号。
以往，我们知道预先将这样的旋转连接器和舵角传感器组件化，将该组件体组装到转向装置中，通过这样将旋转连接器作为安装到方向盘上的安全气囊系统等的电连接装置使用，并且将舵角传感器作为方向盘的旋转信息检测装置使用的技术(参照例如专利文献1)。
在该现有技术中，旋转连接器的转子部件(第1转子部件)和舵角传感器的转子部件(第2转子部件)中的某一个上设置突起，并且在另一个上设置沿径向延伸的长孔，在将旋转连接器与舵角传感器组件化的情况下，通过在第1与第2转子部件之间夹有螺旋弹簧的状态下使上述突起与长孔卡合，使第1和第2转子部件在同一轴上连接，并且通过螺旋紧固等将作为舵角传感器的构成部件的固定部件固定在作为旋转连接器的构成部件的定子部件上。于是，在将该组件体组装到转向装置中的情况下，在将第1及第2定子部件穿插到转向轴上后，方向盘连接在位于上级侧的旋转连接器的第1转子部件上。
使用时，当驾驶员旋转操作方向盘时，由于旋转连接器的第1转子部件与舵角传感器的第2转子部件随之一体地旋转，因此旋转连接器的挠性电缆能够在环状空间内卷紧/松开，并且舵角传感器能够检测方向盘的旋转信息。此时，由于需要有较大间隙的旋转连接器的第1转子部件和需要尽量缩小间隙的舵角传感器的第2转子部件在设置于一个转子部件上的突起与设置于另一个转子部件上的长孔卡合的状态下连接，中心轴相互之间的偏差被突起与长孔的卡合吸收了，因此第1转子部件与第2转子部件能够顺畅地旋转。并且，由于第1转子部件与第2转子部件被夹在两者之间的螺旋弹簧向互相离开的方向推动，因此能够抑制一体化固定在舵角传感器的第2转子部件上的编码板沿轴线方向的松动，能够从舵角传感器中获得稳定的检测信号。
【专利文献1】日本特开平11-135221号公报(第4～6页，图8)
如上所述，在现有技术的旋转连接器和舵角传感器的连接结构中，由于在旋转连接器的转子部件与舵角传感器的转子部件之间夹有螺旋弹簧，因此能够用螺旋弹簧抑制两个转子部件间在轴线方向上的松动获得稳定的检测信号。但是，由于需要在夹着螺旋弹簧的状态下连接两个转子部件，因此不仅存在将旋转连接器和舵角传感器组件化时组装作业性差的问题，而且存在车辆行驶中螺旋弹簧本身震动产生称之为弹簧鸣响的杂音这样的问题。
并且，在上述现有技术中，由于舵角传感器的转子部件由2个上下两端具有凸缘的分割体构成，将两个分割体夹着编码板组合成一体作为转子部件，通过这样将转子部件可以旋转地支持在作为固定部件的上盖和下盖的各引导孔中，因此构成编码板和转子部件的一体品至少需要3个部件(编码板和一对分割体)，存在舵角传感器的零部件数量增加而招致成本增加的问题。
发明内容
本发明就是鉴于这样的现有技术的实际情况而被作出的，目的是要提供一种能够降低噪音的旋转连接器与舵角传感器的连接结构。
为了达到上述目的，本发明的旋转连接器与舵角传感器的连接结构具备旋转连接器、舵角传感器和圆环状的中继弹性部件，所述旋转连接器具有第1转子部件，该第1转子部件为与方向盘连动而旋转的中空轴结构，该第1转子部件可以旋转地被支持在定子部件上；所述舵角传感器具有在中空轴部的外周面上设置有编码板的第2转子部件，该第2转子部件可以旋转地被支持在固定部件上；所述中继弹性部件以夹压的状态被设置在上述第1转子部件与上述第2转子部件之间；在上述中继弹性部件上设置多个卡合缺口或卡合突起，在上述第1和第2转子部件上设置能够与上述卡合缺口卡合的连接突起或能够与上述卡合突起卡合的连接缺口，通过这样使上述第1转子部件的旋转通过上述中继弹性部件传递给上述第2转子部件，并且，通过将上述多个卡合缺口或上述多个连接缺口的至少一部分形成为长孔状，来使对应的上述连接突起或上述卡合突起在沿上述中继弹性部件的径向的移动被允许的状态下卡合。
如果采用这样的结构，由于在夹压状态下被设置在第1转子部件与第2转子部件之间的中继弹性部件的弹力沿互相离开的方向推动两转子部件，并且通过使第1及第2转子部件的连接突起(或连接缺口)卡合在中继弹性部件的卡合缺口(或卡合突起)上来确定两转子部件在旋转方向上的位置，因此抑制这两个转子部件之间的松动，从舵角传感器获得稳定的检测信号。而且，由于不需要防止松动用的螺旋弹簧，因此能够消除被称为弹簧鸣响的震动声音，实现降低噪声。并且，由于将卡合缺口(或连接缺口)的至少一部分形成为长孔状，使对应的连接突起(或卡合突起)能够沿中继弹性部件的径向移动地卡合，因此为第1及第2转子部件的中心轴允许偏移的结构，因此能够连接需要比较大的间隙的旋转连接器和高精度的舵角传感器并使两个转子部件能够分别顺畅地旋转。而且，由于能够用中继弹性部件限制舵角传感器的第2转子部件在固定部件的轴线方向上的位置，因此能够容易地实现用固定部件可以旋转地支持该第2转子部件的结构。
在上述结构中，虽然在中继弹性部件上可以设置卡合缺口和卡合突起的任一个，但从延长寿命的角度来说，优选将第1及第2转子部件上设置的连接突起插入中继弹性部件上设置的卡合缺口来卡合的连接结构。此时，如果在中继弹性部件上沿圆周方向隔开180°的位置上形成2对成对的卡合缺口，将连接其中一对与第1转子部件的连接突起卡合的卡合缺口之间的直线与连接剩下的一对与第2转子部件的连接突起卡合的卡合缺口之间的直线设置成互相正交的话，则由于第1及第2转子部件通过中继弹性部件十字头连接器(滑动联轴器)地连接，因此容易实现两转子部件的中心轴允许偏差并且不容易在旋转方向产生松动的连接结构。另外，如果一对与第1转子部件的连接突起卡合的卡合缺口形成为长孔形的话，则容易确保旋转连接器所需要的间隙，比较理想。并且，如果成对的2个卡合缺口中的一个卡合缺口形成在从中继弹性部件的圆周方向弹性地夹持连接突起的2个弹性臂之间的话，则容易确实地防止旋转方向的松动，比较理想。
并且，在上述结构中，如果在中继弹性部件的上下两个面的多个地方形成有与第1转子部件或第2转子部件点接触的微小突起的话，则由于不用担心中继弹性部件吸着在这两个转子部件上，因此没有中继弹性部件妨碍两个转子部件的径向的相对移动，比较理想。
并且，在上述结构中，优选第2转子部件为在中空轴部的外周面上一体成型有编码板的合成树脂成型品。此时，由于能够用中继弹性部件限制舵角传感器的第2转子部件在固定部件上的轴线方向上的位置，因此使用在中空轴部的外周面上突设有编码板的一体成型品的第2转子部件能够减少零部件的数量或组装的工作量。
发明的效果
本发明的旋转连接器与舵角传感器的连接结构由在夹压状态下被设置在第1转子部件与第2转子部件之间的中继弹性部件的弹力沿互相离开的方向推动两转子部件，并且通过使第1及第2转子部件的连接突起(或连接缺口)卡合在中继弹性部件的卡合缺口(或卡合突起)上来确定两转子部件在旋转方向上的位置，因此抑制这两个转子部件之间的松动，能够从舵角传感器获得稳定的检测信号。而且，由于不需要防止松动用的螺旋弹簧，因此能够消除被称为弹簧鸣响的震动声音，实现降低噪声，并且提高组装作业性。并且由于是第1及第2转子部件的中心轴允许偏移的结构，因此能够连接需要比较大的间隙的旋转连接器和高精度的舵角传感器并使两个转子部件能够分别顺畅地转动。
附图说明
图1是表示本发明的实施形态例的旋转连接器与舵角传感器的连接组件的剖视图。
图2是该连接组件的分解立体图。
图3是表示该连接组件所具备的中继弹性部件的俯视图。
图4是该中继弹性部件的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图说明发明的实施形态。图1为表示本发明的实施形态例的旋转连接器与舵角传感器的连接组件的剖视图，图2为该连接组件的分解立体图，图3为该连接组件所具备的中继弹性部件的俯视图，图4为该中继弹性部件的剖视图。
本实施形态例的连接组件由旋转连接器1、舵角传感器2和中继弹性部件10构成，如后面将要叙述的那样，这些旋转连接器1和舵角传感器2在夹着中继弹性部件10被上下层叠而组成一体的状态下被组装到车辆的转向装置中。
旋转连接器1为作为安装到方向盘上的安全气囊系统等的电连接装置使用的器件，该旋转连接器1具备作为定子部件的定子壳体3、作为第1转子部件的中空轴结构的转子壳体4、和装入这些定子壳体3和转子壳体4之间分隔成的环状空间11内并卷绕的挠性电缆5。定子壳体3由圆筒状外筒壳体6和固定在该外筒壳体6的下端的圆环状底板7构成，这些圆筒状外筒壳体6和底板7用合成树脂成型。转子壳体4由从圆筒状内筒部8a的上端向外延伸出圆环状上板部8b的上部转子8、以及按扣(snap)结合在该上部转子8的内筒部8a上一体地旋转的下部转子9构成，这些上部转子8和下部转子9也用合成树脂成型。并且，在下部转子9上设置有在上端形成有按扣爪9a的中空状筒体9b和从该中空状筒体9b的下端向外延伸的圆环状下板部9c，在下板部9c的底面沿圆周方向隔开180°的2个位置上向下突出地形成有连接突起9d、9e。
该旋转连接器1的转子壳体4通过将中空状筒体9b的按扣爪9a按扣在内筒部8a的内周壁上使上部转子8和下部转子9成为一体，如图1所示，在使上板部8b的外周边缘与外筒壳体6的上端部滑动接触、并且使下板部9c的外周边缘与底板7的下表面滑动接触的状态下，转子壳体4旋转自由地支持在定子壳体3上。并且，用定子壳体3一侧的外筒壳体6或转子壳体4一侧的上部转子8等分隔出环状空间11，挠性电缆5卷绕成例如涡卷状(或者使卷绕方向在中途反过来成反转状)装入该环状空间11的内部。另外，该挠性电缆5的两端在分别固定在外筒壳体6和上部转子8的内筒部8a上后，通过图中没有表示的直接连接器等引出到外部。
舵角传感器2为作为方向盘的旋转信息检测装置使用的器件，该舵角传感器2具备作为第2转子部件的旋转部件12、旋转自由地支持该旋转部件12的固定部件13、安装光电遮断器14并组装到固定部件13的内部的电路板15。旋转部件12由圆筒状中空轴部12a和从该中空轴部12a的外周面中央附近向外突出的圆环状编码板12b构成，这些中空轴部12a和编码板12b用合成树脂成型为一体。并且，在中空轴部12a的上端面上沿圆周方向隔开180°的2个位置向上突出形成有连接突起12c、12d(参照图3)，连接这一对连接突起12c、12d之间的直线、与连接突出形成在转子壳体4的下端面(下部转子9的底面)上的一对连接突起9d、9e之间的直线互相垂直。固定部件13包括互相结合成一体的上盖16和下盖17，这些上盖16和下盖17都用合成树脂成型。光电遮断器14为具有图中没有表示的发光元件和受光元件的光学元件，这些发光元件和受光元件隔着凹部14a相对。另外，在旋转部件12的编码板12b上，沿圆周方向以预定的间隔形成多个遮光部12e，这些遮光部12e随着旋转部件12的旋转通过光电遮断器14的凹部14a内。由此，从发光元件发出射向受光元件的光在凹部14a内被遮挡，交错地输出低电平信号和高电平信号，因此能够根据该输出信号检测旋转部件12的旋转信息。
中继弹性部件10为由聚氨酯橡胶等橡胶材料或聚酯系或聚酰胺系等弹性材料构成的圆环状部件，以夹压的状态被设置在转子壳体4的下部转子9(下板部9c)与旋转部件12的中空轴部12a之间。该中继弹性部件10具有设置在沿圆周方向隔开180°的位置上的一对作为沿径向延伸的长孔的卡合缺口10a、10b、和设置在沿圆周方向隔开180°的位置上的一对作为最内周部的凹槽的卡合缺口10c、10d，如图3所示，连接前者卡合缺口10a、10b之间的直线与连接后者卡合缺口10c、10d之间的直线互相正交地设定。另外，长孔状的一个卡合缺口10b形成在2个弹性臂10e、10e之间，同样，凹槽状的一个卡合缺口10d形成在2个弹性臂10f、10f之间。该中继弹性部件10分别将下部转子9的连接突起9d、9e插入长孔状卡合缺口10a、10b内卡合，并且分别将中空轴部12a的连接突起12c、12d插入凹槽状卡合缺口10c、10d内卡合。此时，连接突起9d紧嵌在卡合缺口10a中，卡合缺口10b内的连接突起9e被2个弹性臂10e、10e弹性夹持。同样，连接突起12c紧嵌在卡合缺口10c中，卡合缺口10d内的连接突起12d被2个弹性臂10f、10f弹性夹持。并且，在该中继弹性部件10的上下两面分别等间隔的4个地方形成微小突起10g，上面侧的各个微小突起10g与下部转子9的下端面点接触，并且，下面侧的各微小突起10g与中空轴部12a的上端面点接触。
组装时，在通过中继弹性部件10连接旋转连接器1的转子壳体4和舵角传感器2的旋转部件12后，用螺旋紧固或按扣结合等方法将上盖16与底板7固定，通过这样使旋转连接器1的定子壳体3与舵角传感器2的固定部件13成为一体。此时，如果连接固定定子壳体3和固定部件13的话，则夹在下部转子9和中空轴部12a之间的中继弹性部件10像图1所示那样上下的微小突起10g压接在下部转子9的下端面和中空轴部12a的上端面上，被夹在这些下部转子9和中空轴部12a之间。由此，由被夹压的中继弹性部件10的弹力向互相离开的方向推动下部转子9和中空轴部12a，因此通过中继弹性部件10连接的下部转子9和中空轴部12a之间产生轴线方向的松动的可能性很小。并且，由于连接突起9d紧嵌在卡合缺口10a内，并且卡合缺口10b内的连接突起9e被弹性臂10e沿中继弹性部件10的圆周方向弹性夹持，因此下部转子9相对于中继弹性部件10在旋转方向产生松动的可能性很小。同样，由于连接突起12c紧嵌在卡合缺口10c内，并且卡合缺口10d内的连接突起12d被弹性臂10f沿中继弹性部件10的圆周方向弹性夹持，因此中空轴部12a相对于中继弹性部件10在旋转方向产生松动的可能性很小。因此，能够通过中继弹性部件10将下部转子9的旋转确实地传递给中空轴部12a。但是，由于下部转子9的连接突起9d、9e与长孔状卡合缺口10a、10b卡合，因此下部转子9能够沿中继弹性部件10的径向方向稍微移动。
这样将旋转连接器1和舵角传感器2层叠成上下2级并使其成为一体而构成的连接组件，能够直接组装到汽车的转向装置中。在安装到这样的转向装置中时，在将转向轴穿插到旋转部件12的中央贯通孔和转子壳体4的中央贯通孔后，将旋转连接器1一侧的定子壳体3和舵角传感器2一侧的固定部件13固定到转向柱等设置底座上，并将竖设在旋转连接器1的上部转子8上的图中未表示的连接销连接到方向盘上就可以了。
并且，使用时，如果驾驶者顺时针或逆时针旋转操作方向盘，则转子壳体4和旋转部件12随方向盘的旋转而一体地旋转，旋转连接器1和舵角传感器2分别动作。即，对于旋转连接器1来说，转子壳体4旋转使挠性电缆5绕紧或松开动作，对于舵角传感器2来说，由于具有编码板12b的旋转部件12旋转，从光电遮断器14输出旋转量的检测信号。
如以上说明过的那样，在本实施形态例的旋转连接器1与舵角传感器2的连接结构中，中继弹性部件10被设置在转子壳体4的下部转子9与旋转部件12的中空轴部12a之间，该中继弹性部件10对下部转子9和中空轴部12a向互相离开的方向弹性作用，并且通过中继弹性部件10将下部转子9的旋转确实地传递给中空轴部12a，两者9和12a之间几乎不产生轴线方向和旋转方向的松动，转子壳体4和旋转部件12以极小松动的状态连接，能够从舵角传感器2获得稳定的检测信号。并且，由于不需要防止松动用的螺旋弹簧，因此不仅能够消除被称之为“弹簧鸣响”的震动声，实现降低噪声，而且能够提高组装作业性。而且，由于能够用中继弹性部件10限制旋转部件12在固定部件13上的轴线方向上的位置，因此使用在中空轴部12a的外周面上突设有编码板12b的一体成型品的旋转部件12能够减少零部件的数量和组装的工作量，并且能够容易地实现用固定部件13旋转自由地支持该旋转部件12的结构。
并且，在本实施形态例中，由于通过使连接突起9d、9e与长孔状卡合缺口10a、10b卡合来使下部转子9能够沿中继弹性部件10的径向移动，并且使连接下部转子9用的卡合缺口10a、10b之间的直线与连接中空轴部12a用的卡合缺口10c、10d之间的直线互相正交地设定，因此下部转子9和中空轴部12a通过中继弹性部件10十字头连接器(滑动联轴器)地连接。因此，旋转时下部转子9与中空轴部12a的中心轴允许偏差，不仅能够连接需要比较大的间隙的旋转连接器1和高精度的舵角传感器2，并且能够使转子壳体4和旋转部件12分别顺畅地转动。
并且，在本实施形态例中，由于为了使中继弹性部件10不会吸着在下部转子9或中空轴部12a上产生过大的摩擦力而在中继弹性部件10的上下两面突设与下部转子9的下端面或中空轴部12a的上端面点接触的微小突起10g，因此不存在转子壳体4与旋转部件12的径向的相对移动被中继弹性部件10妨碍的可能性，总是能够进行稳定的旋转动作。
另外，虽然在上述实施形态例中从转子壳体4一侧或旋转部件12一侧将连接突起9d、9e或连接突起12c、12d插入中继弹性部件10的卡合缺口10a～10d中并卡合，但也可以与此相反，采用将中继弹性部件10上设置的卡合突起插入转子壳体4一侧或旋转部件12一侧上设置的连接缺口中并进行卡合这样的连接结构。

Claims (7)

1.一种旋转连接器与舵角传感器的连接结构，其特征在于，
具备旋转连接器、舵角传感器和圆环状的中继弹性部件，所述旋转连接器具有第1转子部件，该第1转子部件为与方向盘连动而旋转的中空轴结构，该第1转子部件可以旋转地被支持在定子部件上；所述舵角传感器具有在中空轴部的外周面上设置有编码板的第2转子部件，该第2转子部件可以旋转地被支持在固定部件上；所述中继弹性部件以夹压的状态被设置在上述第1转子部件与上述第2转子部件之间；
在上述中继弹性部件上设置多个卡合缺口或卡合突起，在上述第1和第2转子部件上设置能够与上述卡合缺口卡合的连接突起或能够与上述卡合突起卡合的连接缺口，通过这样使上述第1转子部件的旋转通过上述中继弹性部件传递给上述第2转子部件，并且，通过将上述多个卡合缺口或上述多个连接缺口的至少一部分形成为长孔状，来使对应的上述连接突起或上述卡合突起在沿上述中继弹性部件的径向的移动被允许的状态下卡合。
2.如权利要求1所述的旋转连接器与舵角传感器的连接结构，其特征在于，在上述中继弹性部件上沿圆周方向隔开180°的位置上形成2对成对的上述卡合缺口，连接其中一对与上述第1转子部件的连接突起卡合的卡合缺口之间的直线、与连接剩下的一对与上述第2转子部件的连接突起卡合的卡合缺口之间的直线设置成互相正交。
3.如权利要求2所述的旋转连接器与舵角传感器的连接结构，其特征在于，上述一对与上述第1转子部件的连接突起卡合的卡合缺口形成为长孔状。
4.如权利要求2所述的旋转连接器与舵角传感器的连接结构，其特征在于，成对的2个上述卡合缺口中的一个卡合缺口形成在从上述中继弹性部件的圆周方向弹性地夹持上述连接突起的2个弹性臂之间。
5.如权利要求3所述的旋转连接器与舵角传感器的连接结构，其特征在于，成对的2个上述卡合缺口中的一个卡合缺口形成在从上述中继弹性部件的圆周方向弹性地夹持上述连接突起的2个弹性臂之间。
6.如权利要求1所述的旋转连接器与舵角传感器的连接结构，其特征在于，在上述中继弹性部件的上下两个面的多个地方形成有与上述第1转子部件或上述第2转子部件点接触的微小突起。
7.如权利要求1所述的旋转连接器与舵角传感器的连接结构，其特征在于，上述第2转子部件为在上述中空轴部的外周面上一体成型有上述编码板的合成树脂成型品。
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