JP2005351860A - 舵角センサ付き回転コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数や組立工数を削減できると共にばね振動音をなくすことのできる舵角センサ付き回転コネクタを提供すること。
【解決手段】 回転コネクタ１と舵角センサ２を上下２段に積層・一体化した舵角センサ付き回転コネクタにおいて、舵角センサ２の上部回転部材１１に複数の弾性舌片１１ｅを片持ち梁状に一体形成し、回転コネクタ１の構成部品であるロータスナップ９と舵角センサ２の構成部品である上部回転部材１１とを同一軸線上で一体的に連結したときに、これらロータスナップ９と上部回転部材１１が弾性舌片１１ｅの弾発力によって互いに離反する方向へ付勢されるようにした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車のステアリング装置に組み込まれてステアリングホイールの回転情報検出手段とエアーバッグシステム等の電気的接続手段として使用される舵角センサ付き回転コネクタに関するものである。

回転コネクタは、ステータ部材に対してロータ部材を回転自在に連結し、これらステータ部材とロータ部材との間に画成される環状空間内に可撓性ケーブルを収納・巻回したものであり、ステータ部材をステアリングコラム等に取り付けると共にロータ部材をステアリングホイールに連結した状態で自動車のステアリング装置に組み込まれるようになっている。

従来より、固定部材と回転部材との間にコード板等を収納して舵角センサを構成し、このような舵角センサを前述した回転コネクタに付設することにより、回転コネクタをステアリングホイールに装着されたエアバッグシステム等の電気的接続手段として使用すると共に、舵角センサをステアリングホイールの回転情報検出手段として使用するようにした舵角センサ付き回転コネクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる従来の舵角センサ付き回転コネクタは、回転コネクタの構成部品であるステータ部材に舵角センサの構成部品である固定部材をねじ止め等により固定すると共に、回転コネクタのロータ部材と舵角センサの回転部材との間にコイルばねを介在させたものであり、ステアリング装置への組み込みに際しては、ステアリングシャフトに挿通されて上段側に位置する回転コネクタのロータ部材がステアリングホイールに連結されるようになっている。したがって、運転者がステアリングホイールを回転操作すると、それに伴って回転コネクタのロータ部材と舵角センサの回転部材とが一体的に回転し、舵角センサからステアリングホイールの回転情報を検出することができる。その際、これらロータ部材と回転部材は両者間に介在されたコイルばねの弾発力によって互いに離反する方向へ付勢されているため、ロータ部材と回転部材間のガタ付きが抑えられ、舵角センサから安定した検出信号を得ることができる。
特開２０００−２４１１４４号公報（第６−８頁、図８）

前述したように、従来の舵角センサ付き回転コネクタでは、回転コネクタのロータ部材と舵角センサの回転部材との間にコイルばねを介在させているため、コイルばねによってロータ部材と回転部材間のガタ付きを抑えて安定した検出信号を得ることができる。しかしながら、ガタ付き防止用としてわざわざコイルばねを必要とするため、部品点数や組立工数が増加してコストアップを招来するという問題があり、また、コイルばね自体が振動して振動音を発生するという問題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、部品点数や組立工数を削減できると共にばね振動音をなくすことのできる舵角センサ付き回転コネクタを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の舵角センサ付き回転コネクタは、回転可能に連結されたステータ部材とロータ部材との間に環状空間を画成し、この環状空間内に巻回された可撓性ケーブルの両端を前記ステータ部材と前記ロータ部材の外部にそれぞれ導出させた回転コネクタと、回転可能に連結された固定部材と回転部材との間に環状空間を画成し、この環状空間内に前記回転部材の回転量を検出する回転量検出手段を配設した舵角センサとを備え、前記ロータ部材と前記回転部材とを同一軸線上で一体的に連結すると共に、これらロータ部材と回転部材の少なくとも一方に両者を互いに離反する方向へ付勢する弾性舌片を片持ち梁状に一体形成した。

このように構成された舵角センサ付き回転コネクタによれば、回転コネクタのロータ部材と舵角センサの回転部材の少なくとも一方に予め弾性舌片を片持ち梁状に一体形成しておき、これらロータ部材と回転部材とを同一軸線上で一体的に連結したときに、ロータ部材と回転部材とが弾性舌片の弾発力によって互いに離反する方向へ付勢されるようにしたので、両部材間のガタ付きを抑えて安定した検出信号を得ることができるのみならず、部品点数や組立工数が削減できて低コスト化を図れると共に、ばね振動音をなくして騒音の低減化を実現できる。

上記の構成において、ロータ部材と回転部材とがそれぞれの接合面に形成された凹凸部によって回転方向に位置決めされるように構成すると、弾性舌片の弾発力によって互いに離反する方向（軸線方向）に付勢されたロータ部材と回転部材が回転方向にも位置決めされるため、両部材間のガタ付きをより効果的に抑えることができて好ましい。

また、上記の構成において、弾性舌片の数は限定されないが、弾性舌片がロータ部材と回転部材の回転方向に沿って略等間隔で３個以上配設されていると、ロータ部材と回転部材とが各弾性舌片によって互いに離反する方向へバランス良く付勢されるため、両部材間のガタ付きをより効果的に抑えることができて好ましい。

本発明の舵角センサ付き回転コネクタは、回転コネクタのロータ部材と舵角センサの回転部材の少なくとも一方に弾性舌片を片持ち梁状に一体形成し、これらロータ部材と回転部材とを同一軸線上で一体的に連結したときに、ロータ部材と回転部材とが弾性舌片の弾発力によって互いに離反する方向へ付勢されるように構成したので、両部材間のガタ付きを抑えて安定した検出信号を得ることができるのみならず、部品点数や組立工数が削減できて低コスト化を図れると共に、ばね振動音をなくして騒音の低減化を実現できる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る舵角センサ付き回転コネクタの断面図、図２は該回転コネクタに備えられるロータスナップの底面図、図３は該舵角センサに備えられる上部回転部材の平面図、図４は該上部回転部材に一体形成された弾性舌片の説明図である。

本実施形態例に係る舵角センサ付き回転コネクタは、回転コネクタ１と舵角センサ２とで構成されており、後述するように、これら回転コネクタ１と舵角センサ２は上下２段に積層・一体化された状態で自動車のステアリング装置に組み込まれるようになっている。

回転コネクタ１はステアリングホイールに装着されたエアバッグシステム等の電気的接続手段として使用されるもので、この回転コネクタ１は、ステータ部材であるステータハウジング３と、ロータ部材であるロータハウジング４と、これらステータハウジング３とロータハウジング４の内部に収納・巻回された可撓性ケーブル５とを備えている。ステータハウジング３は、円筒状の外筒部６ａの上端から天板部６ｂを内方へ向かって延出させたケーブルケース６と、外筒部６ａの下端に固定された円環状の底板７とで構成されており、これらケーブルケース６と底板７は合成樹脂で成形されている。ロータハウジング４は、円筒状の内筒部８ａの上端から円板部８ｂを外方へ向かって延出させたケーブルロータ８と、このケーブルロータ８に一体化されてロータハウジング４をステータハウジング３に回転可能に連結するロータスナップ９とで構成されており、これらケーブルロータ８とロータスナップ９も合成樹脂で成形されている。ロータスナップ９は、上端にスナップ爪９ａが形成された中空状筒体９ｂと、この中空状筒体９ｂの下端から外方へ向かって延出する鍔部９ｃとを有しており、図２に示すように、鍔部９ｃの１８０度対向する位置には小判形状の長孔９ｄと一対の弾性片９ｅが形成されている。

前述したようにロータスナップ９はステータハウジング３とロータハウジング４を回転可能に連結するものであり、ケーブルロータ８とロータスナップ９はスナップ爪９ａを内筒部８ａの内周壁にスナップ結合することによって一体化され、円板部８ｂの外縁部が天板部６ｂの上面に当接すると共に、鍔部９ｃの外縁部が底板７の下面に当接している。そして、このようにロータハウジング４をステータハウジング３に対して回転可能に連結した状態において、ステータハウジング３側の外筒部６ａやロータハウジング４側の内筒部８ａ等によって環状空間１０が画成され、この環状空間１０の内部に可撓性ケーブル５が例えば渦巻状（あるいは途中で巻回方向を逆にした反転状）に巻回されている。なお、この可撓性ケーブル５の両端は外筒部６ａと内筒部８ａにそれぞれ固定された後、図示せぬダイレクトコネクタ等を介して外部に導出されている。

舵角センサ２はステアリングホイールの回転情報検出手段として使用されるもので、この舵角センサ２は、上部回転部材１１と下部回転部材１２からなる回転部材１３と、この回転部材１３を回転可能に支持する固定部材１４と、回転部材１３に取り付けられたコード板１５と、このコード板１５を介して対向する発光素子と受光素子（いずれも図示せず）を有するフォトインタラプタ１６とを備えている。上部回転部材１１と下部回転部材１２はいずれも合成樹脂で成形されており、これら上部回転部材１１と下部回転部材１２は接合・一体化されて全体として円筒状部材になっている。上部回転部材１１は筒状部１１ａの上端から外方へ向かって延出する鍔部１１ｂを有しており、図３に示すように、この鍔部１１ｂには第１および第２の突部１１ｃ，１１ｄと３つの弾性舌片１１ｅが形成されている。第１の突部１１ｃと第２の突部１１ｄは１８０度対向する位置に形成されており、各弾性舌片１１ｅは円周方向に１２０度の等間隔を保って形成されている。図４に示すように、各弾性舌片１１ｅは鍔部１１ｂに片持ち梁状に一体形成されており、これら弾性舌片１１ｅの先端（自由端）は半球状の曲面になって鍔部１１ｂの上面から突出している。また、下部回転部材１２は筒状部１２ａの下端から外方へ向かって延出する鍔部１２ｂを有し、上部回転部材１１と下部回転部材１２の筒状部１１ａ，１２ａ同士をコード板１５を挟んで一体化することにより、前述したように回転部材１３にコード板１５が取り付けられている。

固定部材１４は互いに接合・一体化された上ケース１７と下ケース１８とからなり、これら上ケース１７と下ケース１８はいずれも合成樹脂で成形されている。前述したように回転部材１３は固定部材１４に回転可能に支持されており、上部回転部材１１の鍔部１１ｂの外縁部が上ケース１７の上面に当接すると共に、下部回転部材１２の鍔部１２ｂの外縁部が下ケース１８の下面に当接している。回転部材１３と固定部材１４との間には環状空間１９が画成されており、この環状空間１９の内部に回転量検出手段２０を構成するコード板１５とフォトインタラプタ１６が収納されている。このコード板１５には円周方向に沿って多数のスリット（図示せず）が形成されており、コード板１５はフォトインタラプタ１６の凹部１６ａ内を回転するようになっている。

ここで、回転コネクタ１の底板７と舵角センサ２の上ケース１７はねじ止めやスナップ結合等の手段を用いて固定されており、これによってロータスナップ９と上部回転部材１１が同一軸線上で一体的に連結されるようになっている。その際、図２の破線で示すように、長孔９ｄ内に第１の突部１１ｃが入り込むと共に、一対の弾性片９ｅ間に第２の突部１１ｄが入り込むことにより、ロータスナップ９と上部回転部材１１は円周方向（回転方向）にスリップしないように位置決めされる。また、図４の破線で示すように、各弾性舌片１１ｅの先端（自由端）がロータスナップ９の鍔部９ｃに当接して弾性変形し、これら弾性舌片１１ｅの反発力によってロータスナップ９と上部回転部材１１が互いに離反する方向へ付勢されるため、ロータスナップ９と上部回転部材１１は軸線方向と回転方向の両方にガタ付くことなく連結される。

このように構成された舵角センサ付き回転コネクタでは、前述したように底板７と上ケース１７をねじ止めやスナップ結合等の手段で固定することにより、回転コネクタ１と舵角センサ２が上下２段に積層・一体化したユニット品に組み立てられ、この状態で自動車のステアリング装置に組み込まれて使用される。かかるステアリング装置への組み付けに際しては、まず舵角センサ２に備えられる回転部材１３の貫通孔（筒状部１１ａ，１２ａ）と回転コネクタ１に備えられるロータハウジング４の貫通孔（中空状筒体９ｂ）をステアリングシャフトに挿通し、回転コネクタ１側のステータハウジング３および舵角センサ２側の固定部材１４をそれぞれステアリングコラム等の設置母材に固定すると共に、回転コネクタ１のケーブルロータ８に立設した図示せぬ連結ピンをステアリングホイールに連結する。

使用に際して運転者がステアリングホイールを時計または反時計回り方向へ回転操作すると、ステアリングホイールの回転に伴ってロータハウジング４と回転部材１３が一体的に回転し、回転コネクタ１と舵角センサ２がそれぞれ動作する。すなわち、回転コネクタ１については、ロータハウジング４が回転することによって可撓性ケーブル５が巻き締めあるいは巻き戻され、舵角センサ２については、回転部材１３とコード板１５が回転することによってフォトインタラプタ１６から回転量の検出信号が出力される。その際、ロータハウジング４のロータスナップ９と回転部材１３の上部回転部材１１が弾性舌片１１ｅの弾発力によって互いに離反する方向へ付勢されており、ロータスナップ９と上部回転部材１１間のガタ付きが抑えられているため、フォトインタラプタ１６から安定した検出信号が得られる。

以上説明したように、本実施形態例に係る舵角センサ付き回転コネクタにおいては、舵角センサ２の上部回転部材１１に複数の弾性舌片１１ｅを片持ち梁状に一体形成し、回転コネクタ１側のロータスナップ９と舵角センサ２側の上部回転部材１１とを同一軸線上で一体的に連結したときに、これらロータスナップ９と上部回転部材１１が弾性舌片１１ｅの弾発力によって互いに離反する方向へ付勢されるようにしたので、ロータスナップ９と上部回転部材１１間のガタ付きを抑えて安定した検出信号を得ることができるのみならず、部品点数や組立工数が削減できて低コスト化を図れると共に、ばね振動音をなくして騒音の低減化を実現できる。

なお、上記実施形態例では、舵角センサの上部回転部材に弾性舌片を一体形成した場合について説明したが、同様の弾性舌片を回転コネクタのロータスナップに一体形成しても良く、あるいは複数の弾性舌片を上部回転部材とロータスナップに振り分けて一体形成しても良い。

本発明の実施形態例に係る舵角センサ付き回転コネクタの断面図である。 該回転コネクタに備えられるロータスナップの底面図である。 該舵角センサに備えられる上部回転部材の平面図である。 該上部回転部材に一体形成された弾性舌片の説明図である。

符号の説明

１ 回転コネクタ
２ 舵角センサ
３ ステータハウジング（ステータ部材）
４ ロータハウジング（ロータ部材）
５ 可撓性ケーブル
６ ケーブルケース
６ａ 外筒部
６ｂ 天板部
７ 底板
８ ケーブルロータ
８ａ 内筒部
８ｂ 円板部
９ ロータスナップ
９ａ スナップ爪
９ｂ 中空状筒体
９ｃ 鍔部
９ｄ 長孔
９ｅ 弾性片
１０ 環状空間
１１ 上部回転部材
１１ａ 筒状部
１１ｂ 鍔部
１１ｃ 第１の突部
１１ｄ 第２の突部
１１ｅ 弾性舌片
１２ 下部回転部材
１３ 回転部材
１４ 固定部材
１５ コード板
１６ フォトインタラプタ
１７ 上ケース
１８ 下ケース
１９ 環状空間
２０ 回転量検出手段

Claims (3)

1. 回転可能に連結されたステータ部材とロータ部材との間に環状空間を画成し、この環状空間内に巻回された可撓性ケーブルの両端を前記ステータ部材と前記ロータ部材の外部にそれぞれ導出させた回転コネクタと、
   回転可能に連結された固定部材と回転部材との間に環状空間を画成し、この環状空間内に前記回転部材の回転量を検出する回転量検出手段を配設した舵角センサとを備え、
   前記ロータ部材と前記回転部材とを同一軸線上で一体的に連結すると共に、これらロータ部材と回転部材の少なくとも一方に両者を互いに離反する方向へ付勢する弾性舌片を片持ち梁状に一体形成したことを特徴とする舵角センサ付き回転コネクタ。
2. 請求項１の記載において、前記ロータ部材と前記回転部材とがそれぞれの接合面に形成された凹凸部によって回転方向に位置決めされていることを特徴とする舵角センサ付き回転コネクタ。
3. 請求項１または２の記載において、前記弾性舌片が前記ロータ部材と前記回転部材の回転方向に沿って略等間隔で３個以上配設されていることを特徴とする舵角センサ付き回転コネクタ。
   

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