JP2004314901A - 回転センサ付き回転コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】車両に配索されたワイヤハーネスとのコネクタ接続作業性に優れた回転センサ付き回転コネクタを提供する。
【解決手段】回転センサ２０を備えた回転コネクタ１０からなる回転センサ付き回転コネクタ１であって、回転センサ側のコネクタハウジングと回転コネクタ側のコネクタハウジングが協働して一体化し、単一の相手側コネクタと電気的に接続可能とすることで、従来の回転センサ付き回転コネクタ２のように回転センサ６０と回転コネクタ５０において個別に形成されたコネクタごとに相手側コネクタを嵌合させる必要がなく、コネクタ嵌合作業の作業効率が大幅に向上する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えばステアリングの電気部品と車両側ハーネスとを電気的に接続する回転コネクタと、ステアリングの回転角度を検出する回転センサとを備えた回転センサ付き回転コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両のステアリングに装着される従来型の回転コネクタは、回転コネクタのロテータから突出させた突起部をステアリングに嵌合させる構造により、ステアリングの駆動を回転コネクタのロテータに伝達させている。そして、この回転コネクタにこれとは別に組み付けられた回転センサを取り付けてユニット化させ、回転センサによりステアリングの操舵角を検出するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
即ち、従来型の回転センサ付き回転コネクタは、回転コネクタと回転センサとが別々に製造され、その後に両者を合体して組立てられている。
【０００４】
かかる回転センサ付き回転コネクタを用いて回転角度を検出するに当たって、ステアリングから回転コネクタのロテータにトルクが伝達され、このトルクはロテータから回転センサのギア部品に伝達され、そのギア部品の回転位置をフォトセンサや磁気センサ等で検出し、その回転位置情報を車両側ＥＣＵに伝送するようになっている。
【０００５】
かかる回転センサ付き回転コネクタと同原理の具体的構成を図４に示す。同図から分かるように、回転コネクタ５は、下ケースを構成しかつコンビネーションスイッチブラケット等に固定されるメインステータ５１と、メインステータの周囲全周に亘って起立形成されたサブステータ５２と、上ケースを構成しかつコネクタ５５ａ又は図示しないトルク伝達ピンを介してステアリング（図示せず）と共に回転するロテータ５５を備えている。また、ロテータ５５に形成されたコネクタ５５ａは、ステアリングの電気部品への電力供給及び信号伝達のためのものである。
【０００６】
そして、回転コネクタ５にはフレキシブルフラットケーブル５３が巻回状態で収容され、当該フレキシブルフラットケーブル５３の一方の端部がコネクタ形状を有したバスバー５８の一端に接続され、バスバー５８の他端は回転コネクタ用の端子５０ｔに接続されている。なお、回転コネクタ５は、バスバー５８を介してフレキシブルフラットケーブル５３のケーブルピッチを回転コネクタ５のコネクタピッチに合わせるように回路配線がなされている。また、フレキシブルフラットケーブル５３の他方の端部は、ロテータ５５に形成されたコネクタ５５ａの端子５５ｂに接続されている。
【０００７】
一方、回転センサ６は、回転コネクタのステータ５１，５２と同様にコンビネーションスイッチブラケット等に固定されるケース６１及びカバー６２と、ケース６１及びカバー６２で画成される内部空間に収容されたプリント基板６３と、同じくこの内部空間に収容されたステータ本体（図示せず）及びステアリングシャフトと一体に回転するロータ（図示せず）を備えている。
【０００８】
また、回転センサ６の電気回路はプリント基板６３を介して回転センサ用コネクタの端子６０ｔに接続されている。なお、回転センサ６の回路配線もプリント基板６３を介して回転センサ用のコネクタピッチに合わせて結線されている。
【０００９】
即ち、これら回転コネクタ用の端子５０ｔと回転センサ用の端子６０ｔは独立して形成された回転コネクタ用のコネクタハウジング５１ａと回転センサ用のコネクタハウジング６１ａ内にそれぞれ収容され、分岐した相手側ワイヤハーネスのコネクタと別々に嵌合するようになっている。
【００１０】
このように回転コネクタ５と回転センサ６とはそのコネクタ部も含めて別々に製造され、その後、図示しない適当なロック部材又はビス止めにより合体されて回転センサ付き回転コネクタ２を形成する。
【００１１】
そして、上述の通り、車両に配索されたワイヤハーネスの端部は回転センサ用の相手側コネクタと回転コネクタ用の相手側コネクタとして二又に分岐しており、上述した回転コネクタ５と回転センサ６の各コネクタハウジング５１ａ，６１ａにそれぞれ嵌合するようになっている。
【００１２】
一方、別の従来型の回転センサ付き回転コネクタには回転コネクタのハウジングと回転センサが一体化されたものがある（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、この回転センサ付き回転コネクタの場合も回転コネクタのフレキシブルフラットケーブル端部は、同公報図１に示すコネクタ９と外部のワイヤハーネスが接続される一方、回転センサの出力はこのコネクタ９とは離間した位置にある基板１５に別のワイヤハーネスが接続されると同図から判断できる。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−３２９６４９号公報（第２−４頁、図２）
【特許文献２】
特開２００２−０２９３３４号公報（第５−７頁、図１）
【発明が解決しようとする課題】
上述の回転センサ付き回転コネクタのうち、回転コネクタと回転センサを別々に製造しその後に合体するタイプのものについての問題点に触れる。
【００１４】
図４に示す回転センサ付き回転コネクタ２は、回転コネクタ内部に例えばエアバッグ回路とホーン等の補器回路からなる二つの回路を少なくとも有しており、図５に示すように、これに対応するコネクタハウジング５１ａを独立して備えている。また、回転センサ自体も、検出されたステアリングの回転角度を車両本体に伝達するためのコネクタハウジング６１ａを備えている。即ち、車両への組み付け時に少なくとも２箇所においてコネクタ嵌合作業が必要になる。このようなコネクタ嵌合に際しては、ステアリングコラムカバー内の狭いスペースにおいては、レイアウト上これらのコネクタに結線される電線が交差し合い、コネクタ嵌合作業性が非常に悪くなっている。
【００１５】
このようなコネクタ嵌合作業を車両の組立てライン上で行う場合、そのコネクタ嵌合部がステアリングコラムカバー内の狭い位置に配置されているので作業者が目視し難く、コネクタ嵌合の作業性が低下する。これに加えてコンベアラインに載った車両は組み付けステーションを逐次移動していくので、かかる作業性の低下はラインの一時停止等につながることもあり、好ましくない。
【００１６】
また、別のサブアッセンブリラインでコネクタ嵌合を行う場合であっても、２つのコネクタ同士を嵌合させる場合に間違えた組み合わせで嵌合させようとして作業効率が低下する場合も起こり得る。
【００１７】
一方、特許文献２に記載された車両用操舵角検出装置の場合も、回転コネクタのハウジングと車両用操舵角検出装置（回転センサ）が一体化されてはいるが、回転センサ付き回転コネクタには実質的に二つのコネクタが独立して備わっている。従って、ワイヤハーネスとのコネクタ接続に際して別々のもの同士、即ち、二つのコネクタ同士を接続しなければならず、前者の従来技術と同様にコネクタ接続作業の効率向上を図ることはできない。
【００１８】
本発明の目的は、車両等に配索されるワイヤハーネスとのコネクタ接続作業性に優れた回転センサ付き回転コネクタを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明にかかる回転センサ付き回転コネクタは、回転センサを備えた回転コネクタからなる回転センサ付き回転コネクタであって、回転センサ側のコネクタハウジングと回転コネクタ側のコネクタハウジングが協働して一体化し、単一の相手側コネクタと電気的に接続可能としたことを特徴としている。
【００２０】
従来の回転センサ付き回転コネクタのように回転センサと回転コネクタごとに個別に形成された各コネクタに対して回転センサ用と回転コネクタ用に分岐された相手側コネクタを嵌合させる必要がない。即ち、単一の相手側コネクタを回転センサ付き回転コネクタの一体化したコネクタハウジングに嵌合させるだけで済むので、コネクタ嵌合作業の作業効率が大幅に向上する。
【００２１】
また、本発明の請求項２にかかる回転センサ付き回転コネクタは、請求項１に記載の回転センサ付き回転コネクタにおいて、回転コネクタ側にはフレキシブルフラットケーブルが巻回されており、かつ回転センサ側には基板が設けられ、当該フレキシブルフラットケーブルの一方の端部を回転センサ側の基板に電気的に接続したことを特徴としている。
【００２２】
フレキシブルフラットケーブルの一方の端部をこのように結線することで、例えばコネクタ内部において回転センサの電源回路と回転コネクタの電源回路を共通化することができ、一体化したコネクタの更なる小型化を図ることが可能となる。
【００２３】
また、本発明の請求項３にかかる回転センサ付き回転コネクタは、請求項２に記載の回転センサ付き回転コネクタにおいて、フレキシブルフラットケーブルの一方の端部と基板とはバスバーを介して電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２４】
バスバーを介することでフレキシブルフラットケーブルの端部を基板の電気回路上に容易に結線することができ、かつ振動等の外的影響を受け易いこの部分の電気的接続を長期に亘って確保できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタについて図面に基づいて説明する。
【００２６】
本発明の一実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタ１は、図１乃至図３に示すように、回転コネクタ１０と、回転コネクタ１０と一体に組み付けられる回転センサ２０とを備えている。
【００２７】
回転コネクタ１０は、図１に示すように、下ケースに相当するメインステータ１１と、メインステータ１１の周面全体に亘って起立形成されたサブステータ１２と、図示しないトルク伝達ピンを介してステアリング（図示せず）と共に回転するロテータ１５を備えている。なお、ロテータ１５をトルク伝達ピンを介してステアリングと共に回転させずに、後述する回転センサ２０のロータをステアリングシャフトに一体に設け、このロータをステアリングシャフトと共に回転させるようにしても良い。
【００２８】
一方、回転センサ２０は、回転コネクタ１０のメインステータ１１を上カバーとして回転センサケース２１を下カバーとしたセンサステータ部と、センサステータ部の内部に収容され、センサステータ部に固定されたプリント基板２３と、同じくセンサステータ部内部に収容されたステータ本体（図示せず）と、ステータ本体内に配置され、回転コネクタのロテータ１５と一体に結合したロータ（図示せず）とを備えている。
【００２９】
なお、回転センサ２０のステータ本体は、アルミニウムや黄銅等遮蔽効果のある導電性部材でできており、電磁シールドの役目を果たしている。
【００３０】
また、図１及び図３に示すように回転センサ側のコネクタハウジングと回転コネクタ側のコネクタハウジングは協働して一体化し、回転センサ付き回転コネクタのコネクタハウジング３０を構成している。そして、コネクタハウジング３０は、車両に配索されたワイヤハーネスの単一のコネクタ（図示せず）と電気的に接続するようになっている。
【００３１】
なお、回転コネクタ１０は、図１に一部を示すように、その内部にフレキシブルフラットケーブル１３を渦巻き状に巻回収容している。そして、当該ケーブル１３を介してステアリングホイール（以下、単に「ステアリング」とする）に装着されたエアバッグインフレータ等の電気部品と車両側のエアバックＥＣＵ等の電気部品や車両側ワイヤハーネス（図示せず）との電気的接続を行っている。
【００３２】
具体的には、回転コネクタ内部を部分的に破断して示す図２から分かるように、巻回されたフレキシブルフラットケーブル１３の一方の端部１３ａが回転センサ内部のプリント基板２３に簡易バスバー１８を介して電気的に接続されている。これによって、回転コネクタ１０は、上述の一体化したコネクタハウジング３０を介して外部のワイヤハーネス（図示せず）と電気的に接続できるようになっている。なお、簡易バスバー１８はその周囲が樹脂材でモールドされて絶縁性を確保している。また、フレキシブルフラットケーブル１３の他方の端部は、ロテータ１５のコネクタ１５ａに形成された端子１５ｂ（図１参照）に接続されている。
【００３３】
一方、回転センサ２０は、ステアリングの正確な操舵量を検出するためのもので、この検出信号をパワーステアリングの油圧制御に用いたり車両走行中のビーグル・スタビリティ・コントロール（挙動制御）の一つのファクターとして使用するようになっている。
【００３４】
また、回転センサ２０のロータは、ここでは図示しないが、例えばリング状のロータセンシング部と段付き円柱状のロータ固定部とからなる。このロータセンシング部は鉄等の導電性の部材でできた周方向に幅が可変のリング部材からなる。なお、ステアリングの回転角度検出に当たっては、該リング部材を磁性材コア内に収容されたコイルで挟み込むようにコイルコアをステータに対向配置し、リング部材を回転することによって渦電流の発生度合いをコイルインピーダンスの変動に変換してこれを検知するようになっている。
【００３５】
また、回転センサ内部に配置されたプリント基板２３からは回転センサケース外部に向かって端子３０ｔが突出している。この端子３０ｔのうち、図２において簡易バスバー１８の導体ピッチに相当する５本の端子は、回転コネクタ１０と電気的に接続した端子で、残りの端子は、回転センサ２０と電気的に接続した端子である。
【００３６】
なお、図１に示すように、回転コネクタ１０のメインステータ１１は回転センサ２０のセンサカバーを兼ねている。即ち、本実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタ１はこの部分の部品を共用化して一体で製作されている。
【００３７】
回転センサ２０のセンサ用基板２３には、車両側ワイヤハーネスと導通させるためのエアバッグ回路、ホーン回路等の補器回路、センサ回路等が全て配線され、これらの回路が上述の一体化したコネクタを介して外部のワイヤハーネスと電気的に接続できるようになっている。なお、ここでは詳細には図示しないが、一体化したコネクタハウジング３０には共通の電源端子と上述した各電気回路特有の信号線端子とが備わっている。そして、共通の電源端子は、プリント基板上において回転コネクタ用電源回路と回転センサ用電源回路に分岐している。
【００３８】
即ち、回転センサ２０に収容されたプリント基板２３には回転センサ用回路が配線されることに加えて、回転コネクタ１０のエアバッグ回路やホーン等の補器用回路が配線されていることになる。そして、これらの各回路を上述したコネクタハウジング内の端子３０ｔに接続し、車両に配索されたワイヤハーネス端部の単一のコネクタと嵌合するようになっている。
【００３９】
続いて、図２に示す簡易バスバー１８の構造及び作用について説明する。
【００４０】
簡易バスバー１８は、上述した通り回転コネクタ１０のフレキシブルフラットケーブル１３を回転センサ２０のプリント基板内の回路に接続するためのものである。このような簡易バスバー１８を介在させることで、ケーブルピッチからコネクタピッチへの変更が容易にできると共に結線部においてメッキ等の複雑な表面処理を必要とせずに当該接続部を安価に構成できる。この点について以下により詳しく説明する。
【００４１】
図４に示す従来型の回転センサ付き回転コネクタ２の場合、ターミナルにおいてエアバッグ回路には金メッキ、補器回路には錫メッキを施すのが一般的であった。また、客先要求のコネクタ形状に合わせるために、フレキシブルフラットケーブル５３のピッチからコネクタ端子５０ｔのピッチに変化させる特殊形状のバスバーが必要になった。
【００４２】
しかしながら、上述の実施形態にかかる簡易バスバー１８は、フレキシブルフラットケーブル１３の端部１３ａを内部部品であるプリント基板２３に接続する構造となっており、プリント基板２３を簡易バスバー１８に合わせた形状及び回路配置とすることで、簡易バスバー自体の形状を簡略化することができる。また、プリント基板２３と簡易バスバー１８はハンダや溶接によって接続できるので、従来のコスト高の一要因となっていたメッキが不要となる。これに加えて、簡易バスバー１８は、図１及び図２からも分かるように、曲げ加工のない簡単な形状で構成することが可能であり、かつ共用部品として広く使用することができるため、それ自体の部品コストも低減することが可能になる。
【００４３】
以上のように本実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタ１は、図１乃至図３から分かるように、回転コネクタ１０のコネクタハウジングと回転センサ２０のコネクタハウジングが一体として形成されている。具体的には、回転コネクタ１０に備わったエアバッグ回路、ホーン回路等の補器回路に接続された端子と、回転センサ内のプリント基板２３に接続された端子とを単一のコネクタハウジング内に配置している。その為、図３から分かるように、コネクタハウジング３０を車両に配索されたワイヤハーネスの単一のコネクタと嵌合するだけでこれら多様な回路に関する全てのコネクタ結線作業を終えることができる。
【００４４】
従って、車両に配索されたワイヤハーネスとのコネクタ嵌合作業が簡単になる。即ち、車両のアッセンブリラインにおけるステアリング周りの電気部品組み付け作業性を向上させる。その結果、ステアリング周りのユニット組み付けに関するサブアッセンブリラインの作業効率を向上させる。また、コラムカバー内の狭いスペースでも、コネクタの嵌合作業を簡単に行うことが可能になる。
【００４５】
また、簡易バスバー１８を介して回転コネクタ１０のフレキシブルフラットケーブル１３をプリント基板２３と接続することにより、上述の通りこの部分の結線構成のコスト低減を図ることもできる。
【００４６】
なお、上述の実施形態において、簡易バスバー１８とフレキシブルフラットケーブル端部との接続は超音波溶接でも良いしハンダ付け、カシメでも良い。
【００４７】
また、上述の実施形態においては、回転センサ付き回転コネクタ１のコネクタを一体化するに当たって簡易バスバー１８を介してプリント基板２３に回転コネクタ１０のフレキシブルフラットケーブル１３を電気的に接続していた。しかしながら、必ずしもこの構成に限定されず、回転センサのコネクタと回転コネクタのコネクタとが別体で構成され、回転センサと回転コネクタとを組み合わせたときにこれらのコネクタが一体化して相手側ワイヤハーネスの単一のコネクタと嵌合するようにしても良い。このようにしても、上述の実施形態の場合と同様にコネクタ嵌合作業の作業効率を向上させることができる。
【００４８】
また、簡易バスバー１８を介さずにフレキシブルフラットケーブル１３の端部を直接プリント基板２３に接続するようにしても良い。この場合、フレキシブルフラットケーブル１３とプリント基板２３とは例えばハンダ付けで接続される。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる回転センサ付き回転コネクタは、従来の回転センサ付き回転コネクタのように回転センサと回転コネクタごとに個別に形成された各コネクタに対して回転センサ用と回転コネクタ用に分岐された相手側コネクタを嵌合させる必要がない。即ち、コネクタ嵌合作業の作業効率が大幅に向上する。
【００５０】
また、本発明の請求項２にかかる回転センサ付き回転コネクタは、フレキシブルフラットケーブルの一方の端部をこのように結線することで、例えばコネクタ内部において回転センサの電源回路と回転コネクタの電源回路を共通化することができ、一体化したコネクタの更なる小型化を図ることが可能となる。
【００５１】
また、本発明の請求項３にかかる回転センサ付き回転コネクタは、バスバーを介することでフレキシブルフラットケーブルの端部を基板の電気回路上に容易に結線することができ、かつ振動等の外的影響を受け易いこの部分の電気的接続を長期に亘って確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタを一部断面で示した側面図である。
【図２】図１の回転センサ付き回転コネクタのフレキシブルフラットケーブルとプリント基板との接続構造を示し、図１の矢視ＩＩ−ＩＩから見た一部断面側面図である。
【図３】図１の回転センサ付き回転コネクタの平面図である。
【図４】従来の回転センサ付き回転コネクタを一部断面で示した、図１に対応する側面図である。
【図５】図４に示した従来の回転センサ付き回転コネクタの平面図である。
【符号の説明】
１ 回転センサ付き回転コネクタ
５ 回転コネクタ
６ 回転センサ
１０ 回転コネクタ
１１ メインステータ
１２ サブステータ
１３ フレキシブルフラットケーブル
１５ ロテータ
１５ａ コネクタ
１５ｂ 端子
１８ 簡易バスバー
２０ 回転センサ
２１ 回転センサケース
２３ プリント基板
３０ コネクタハウジング
３０ｔ 端子
５０ｔ 端子
５１ ステータ
５１ａ コネクタハウジング
５２ ステータ
５３ フレキシブルフラットケーブル
５５ ロテータ
５５ａ コネクタ
５８ バスバー
６０ｔ 端子
６１ ケース
６１ａ コネクタハウジング
６２ カバー
６３ プリント基板

Claims (3)

1. 回転センサを備えた回転コネクタからなる回転センサ付き回転コネクタであって、
   前記回転センサ側のコネクタハウジングと前記回転コネクタ側のコネクタハウジングが協働して一体化し、単一の相手側コネクタと接続可能としたことを特徴とする回転センサ付き回転コネクタ。
2. 前記回転コネクタ内にはフレキシブルフラットケーブルが巻回されており、かつ回転センサ内には基板が設けられ、前記フレキシブルフラットケーブルの一方の端部を前記基板に電気的に接続したことを特徴とする、請求項１に記載の回転センサ付き回転コネクタ。
3. 前記フレキシブルフラットケーブルの一方の端部と前記基板とはバスバーを介して電気的に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の回転センサ付き回転コネクタ。

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