JP3425070B2 - 舵角センサユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等のステア
リングシャフトに取り付けられ、ステアリングホイール
の回転情報検出とステアリングホイール及び車体に備え
られた電気装置間のそれぞれ電気的接続を行う舵角セン
サユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ステアリングホイールの回転
情報を検出する舵角センサと、ステアリングホイールに
備えられた電気装置と車体に備えられた電気装置とを電
気的に接続する回転コネクタとを合体して構成された舵
角センサユニットと呼ばれる装置が提案されている。

【０００３】舵角センサは、ステアリングホイールの操
舵角度及び操舵方向を検出し、サスペンションの減衰力
制御やオートマチックトランスミッションのシフトポジ
ション制御、それに四輪操舵（４ＷＳ）車における後輪
の操舵制御等に供するものであって、通常、ステアリン
グホイールによって回転駆動されるロータ部に取り付け
られたコード板と、ステータ部を構成するケースの内面
に設けられた発光素子及び受光素子とをもって構成され
ている。一方、回転コネクタは、回転体であるステアリ
ングホイールに備えられた電気装置と、固定体である車
体に備えられた電気装置との間の電気的接続を可能にす
るものであって、ステアリングホイールによって回転駆
動されるロータ部とステータ部を構成するケースとの間
に巻回された可撓性の電気ケーブル又は光ファイバケー
ブル（以下、これらを総称して「可撓性ケーブル」とい
う。）を収納し、その一端を前記ロータ部に他端を前記
ステータ部に固定し、可撓性ケーブルの巻き締め及び巻
き戻しを利用して各電気装置間の電気的接続を可能にす
るものがある。

【０００４】ここで、従来の舵角センサユニットについ
て説明する。図１１は、従来の舵角センサユニットの図
１２のＡ−Ａ線における構成断面図、図１２は、図１１
のＣ−Ｄ−Ｅ−Ｆ線における構成断面図、図１３は、図
１２のＢ−Ｂ線における構成断面図を示す。図１１〜図
１３に示すように、舵角センサユニット８０は、車両の
ステアリングシャフト（図示せず）に固定され、ステア
リング（図示せず）の操作とともに回動するロータ部材
５２と、このロータ部材５２の周囲に所定間隔を隔てて
設けられた、内周面が平滑であるステータ部材としての
第一のケース５３と、回転コネクタを構成する可撓性ケ
ーブル５４と、この可撓性ケーブル５４を巻き取る内周
面が平滑である第二のケース５５に嵌合または一体形成
された巻き取り芯５６などによって構成される。

【０００５】前記第一のケース５３と第二のケース５５
とは一体に形成してあり、さらに、第二のケース５５
は、巻き取り芯５６の周囲に所定間隔を隔てて設けられ
る。また、第二のケース５５と巻き取り芯５６との間に
それぞれ所定の間隔を隔てて設けられた、巻き取り芯５
６を同軸にして回動可能な巻き取り補助部材５７が配設
される。また、第一のケース５３と第二のケース５５と
の間に壁５８が配設され、この壁５８の端部には、ケー
ブル通路５９が設けられている。このように構成された
舵角センサユニット８０には、舵角センサ７０に回転コ
ネクタ７１が内蔵されている。

【０００６】ここで、この舵角センサの構成及び舵角セ
ンサユニット８０内への配置について説明する。前記ロ
ータ部材５２に、周方向に所定の間隔を有する透孔６０
ａが形成されたスリット板６０が固定される。また、フ
ォトインタラプタ６１は、ステアリング操作時に協動し
ない第一のケース５３に配置され、前記スリット板６０
の外周部および透孔６０ａを挟むようにそれぞれ受光体
６２および発光体６３が設けられている。また、フォト
インタラプタ６１には、プリント基板６４が形成されて
いる。このプリント基板６４は、発光体６３から受光体
６２に向かう発光をスリット板６０が遮断したり、通過
させたりすることによって出力される信号を検知する部
位である。

【０００７】また、スリット板６０が固定されたロータ
部材５２は、第一のケース５３の上壁５３ａと下壁５３
ｂとに形成された孔５３ｃ、５３ｄに隙間（クリアラン
ス）をもって緩く配置される。また、プリント基板６４
は、前記受光体６２と発光体６３との双方に接続され、
受光体６２と発光体６３とに電力を供給する電源回路な
ど（図示せず）が形成されている。

【０００８】次に、回転コネクタの構成について説明す
る。前記舵角センサのロータでもあるロータ部材５２
に、可撓性ケーブル５４の一端が固定される。また、可
撓性ケーブル５４の他端は、前記巻き取り芯５６に巻き
取られると共に、第二のケース５５に固定され、図示し
ていない外部出力コネクタに電気的に接続されている。

【０００９】次に、上述の如く構成された舵角センサユ
ニットの動作を説明する。まず、ステアリング（図示せ
ず）の操作に伴って、舵角センサユニット８０のロータ
部材５２が回動する。これに対応してスリット板６０も
回動する。フォトインタラプタ６１の発光体６３から出
力される光は、スリット板６０の回動に伴って発光体６
３および受光体６２の間を通過するスリット板６０の透
孔６０ａによって、遮断されたり通過したりする。この
ように、通過したり、遮断される光に基づいて受光体６
２から出力される検出信号（光電流）を、プリント基板
６４上に構成された電気回路を通して出力する。

【００１０】この出力信号に基づいて、図示しない中央
演算処理装置（ＣＰＵ）などでステアリングシャフトの
回転角度を演算する。このステアリングシャフトの回転
角度は、乗員が車両を旋回する場合にステアリングを操
作する操舵量もしくは操舵角を表している。このような
各演算値を用いて、車両の旋回状態もしくは車体の左右
方向にかかる横加速度などを判断し、車両の走行安定性
もしくは乗員の乗り心地などを向上するための車両制
御、例えばサスペンション制御などに採用する。

【００１１】また、ロータ部材５２が回動すると回転コ
ネクタ７１を構成する可撓性ケーブル５４は、ロータ部
材５２の周囲に、巻き締め、巻き戻しが行われる。そし
て、この可撓性ケーブル５４によって、ステアリング側
の電気装置と車体側の電気装置とを電気的に接続してい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構成の舵角センサユニットでは、スリット板６０
が固定されるロータ部材５２が、舵角センサ７０のロー
タ部と回転コネクタ７１のロータ部とを兼用しており、
第一のケース５３の上壁５３ａと下壁５３ｂとに形成さ
れた孔５３ｃ、５３ｄに隙間（クリアランス）をもって
緩く配置されている。これは、回転コネクタ７１が内部
に可撓性ケーブル５４を備えており、この可撓性ケーブ
ル５４が巻き締め、巻き戻しされる際に、所定量の隙間
を備えていないと回転コネクタ７１が安定して回動しな
いためで、従って、回転コネクタ７１はロータ部材とス
テータ部材との間である程度のガタを持たせる必要があ
るためである。一方、舵角センサ７０は、ロータ部とス
テータ部とのクリアランスが大きいとロータ部材の回転
軸のブレ（アキシャル・ラジアル方向へのズレ）が大き
くなる。また、スリット板６０は、ロータ部に固定され
ているため受・発光素子の間を通過するスリット位置の
変動が大きくなるため、スリット板６０の回動に伴う発
光体６３および受光体６２との間の光の通過と遮断とに
よって得られる検出信号が揺らぎ安定しないという問題
が生じる。近年、舵角センサ７０は、高精度、高分解能
のものが要求されており、このガタによる悪影響は、無
視出来なくなってきている。

【００１３】本発明は、かかる従来技術の問題点に解決
を与えるためになされたものであって、その目的は、そ
の回動が滑らかであるためには一定のガタが必要な回転
コネクタと、これとは逆に高精度、高分解能の達成のた
めには、ガタを押さえる必要のある舵角センサとを、そ
れぞれの機能・性能を落とすことなく、合体・構成され
た舵角センサユニットを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の舵角センサユニ
ットでは、ステアリングホイールに備えられた電気装置
と車体に備えられた電気装置とを電気的に接続する回転
コネクタと、ステアリングホイールの回転情報を検出す
る舵角センサとを備え、前記回転コネクタは、固定側の
ハウジングと、このハウジングに対して回転可能に取り
付けられたロータ部材とを有し、前記舵角センサは、固
定側のハウジングと、このハウジングに対して回転可能
に取り付けられたロータ部材とを有し、前記回転コネク
タの前記ロータ部材又は前記舵角センサの前記ロータ部
材の何れか一方の前記ロータ部材に径方向に延びる長孔
が形成され、前記回転コネクタの前記ロータ部材又は前
記舵角センサの前記ロータ部材の何れか他方の前記ロー
タ部材に前記長孔の短径の径寸法とほぼ同じ径寸法の凸
部が形成され、前記長孔と前記凸部とが係合されている
ことである。

【００１５】また、本発明の舵角センサユニットでは、
ステアリングホイールに備えられた電気装置と車体に備
えられた電気装置とを電気的に接続する回転コネクタ
と、ステアリングホイールの回転情報を検出する舵角セ
ンサとを備え、前記回転コネクタのロータ部材と、舵角
センサのロータ部材とが別部材から成り、前記舵角セン
サのロータ部材に径方向に延びる長孔が形成され、前記
回転コネクタのロータ部材に前記長孔の短径の径寸法と
ほぼ同じ径寸法の凸部が形成され、前記長孔と前記凸部
とが係合されていることである。

【００１６】また、本発明の舵角センサユニットでは、
回転コネクタのロータ部材と、舵角センサのロータ部材
との間にコイルバネを配置し、このコイルバネの弾性力
によって両ロータ部材を離間させる方向に弾性付勢して
いることである。また、本発明の舵角センサユニットで
は、回転コネクタのロータ部材にフレキシブル係合部が
形成され、舵角センサのロータ部材に前記フレキシブル
係合部と係合する凸部が形成され、前記フレキシブル係
合部が前記凸部と係合されていることである。また、本
発明の舵角センサユニットでは、回転コネクタのロータ
部材のフレキシブル係合部と径方向に延びる長孔とが、
前記ロータ部材の中心軸に対して１８０度の位置に設け
られていることである。

【００１７】また、本発明の舵角センサユニットでは、
フレキシブル係合部が複数個設けられていることであ
る。また、本発明の舵角センサユニットでは、ステアリ
ングホイールに備えられた電気装置と車体に備えられた
電気装置とを電気的に接続する回転コネクタと、ステア
リングホイールの回転情報を検出する舵角センサとを備
え、前記回転コネクタは、固定側のハウジングと、この
ハウジングに対して回転可能に取り付けられたロータ部
材とを有し、前記舵角センサは、固定側のハウジング
と、このハウジングに対して回転可能に取り付けられた
ロータ部材とを有し、前記回転コネクタの前記ロータ部
材と前記舵角センサの前記ロータ部材とが係合する回転
係合部がそれぞれの前記ロータ部材に設けられるととも
に、前記回転コネクタの前記ロータ部材と、前記舵角セ
ンサの前記ロータ部材との間にコイルバネを配置し、こ
のコイルバネの弾性力によって前記両ロータ部材を離間
させる方向に弾性付勢して、前記舵角センサの前記ロー
タ部材が前記舵角センサの前記固定側のハウジングに当
接したことである。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の舵
角センサユニットを示す分解斜視図である。図１に示す
ように、舵角センサユニットは、回転コネクタ１００と
舵角センサ１１０とから成る。また、この回転コネクタ
１００と舵角センサ１１０とは、コイルバネ１６によっ
て弾接されている。ここでまず、回転コネクタ１００に
ついて説明する。回転コネクタ１００は、同心円状に回
動自在に連結された一組の上部ロータ部材１と下部ロー
タ部材２と、ケーブル収納部５と下カバー６と、これら
上部・下部ロータ部材１、２とケーブル収納部５と下カ
バー６との間の空間内に収納・巻き回された可撓性ケー
ブル９とで概略構成されており、前記可撓性ケーブル９
の両端は、ケーブル収納部５などの外部に内側リードブ
ロック１２及び外側リードブロック１３を介して、間接
的に電気的に導出されている。このとき、前記内側リー
ドブロック１２は、前記上部ロータ部材１の外縁部に係
止され、前記外側リードブロック１３は、前記下カバー
６の外縁部に係止される。

【００１９】そして、上部ロータ部材１と下部ロータ部
材２とを可動体ハウジングとし、ケーブル収納部５と下
カバー６とを一体化したものを固定体ハウジングとして
用い、可動体側のハウジングを時計あるいは反時計方向
に回転すると、可撓性ケーブル９が空間内で巻き締めあ
るいは巻き戻されるようになっている。この回転コネク
タ１００の可動体ハウジングとしての上部・下部ロータ
部材１、２と、固定体ハウジングとしてのケーブル収納
部５と下カバー６とは、比較的に緩く係合しており、そ
の係合部分には、比較的大きなクリアランスが形成され
ている。この係合部分のクリアランスによる可動体ハウ
ジングと固定体ハウジングとのガタによって、回転コネ
クタ１００の回動の安定が保持されている。

【００２０】このように概略構成された回転コネクタ１
００は、ケーブル収納部５と下カバー６とからなる固定
体側のハウジングを車体に、上部ロータ部材１と下部ロ
ータ部材２とからなる可動体側のハウジングをステアリ
ングシャフトのハブ（図示せず）に固定すると共に、可
撓性ケーブル９の両端をそれぞれコネクタ１４、１５を
介して車体やハンドル側のそれぞれの電気装置に接続す
ることにより、車載用エアーバックシステムやホーン回
路等の電気的接続手段として使用される。

【００２１】次に、舵角センサ１１０について説明す
る。なお、図１に示す舵角センサ１１０は、上下が逆に
図示されている。図１に示すように、舵角センサ１１０
は、同心円状に連結された一組の上カバー７と下カバー
８と、該上カバー７と下カバー８に対して回動自在に連
結された第一ロータ部材３と第二ロータ部材４と、これ
ら上・下カバー７、８と第一・第二ロータ部材３、４と
の間の空間内に収納されたコード板１０とフォトインタ
ラプタ１１とで概略構成されている。また、フォトイン
タラプタ１１は、前記コード板１０の透孔を跨ぐように
配置されており、このコード板１０とフォトインタラプ
タ１１とで例えばアブソリュート形エンコーダが構成さ
れ、このエンコーダはコード板１０の回動によって回転
角などを高精度で検出する。このコード板１０は、第一
ロータ部材３と第二ロータ部材４とによって、挟み込ま
れた状態で保持され、第一・第二ロータ部材３、４と共
に回動する。

【００２２】このように概略構成された舵角センサ１１
０は、上カバー７と下カバー８とから成る固定体側のハ
ウジングを前記回転コネクタ１００の固定体側のハウジ
ングに固定し、第一ロータ部材３と第二ロータ部材４と
から成る可動体側のハウジングを前記回転コネクタ１０
０の可動体側のハウジングに係合すると共に、フォトイ
ンタラプタ１１からの検出信号が出力されている。この
舵角センサ１１０の可動体ハウジングとしての第一・第
二ロータ部材３、４と、固定体ハウジングとしての上カ
バー７と下カバー８との間のクリアランスは、回転コネ
クタに比較すると微小、且つ、高精度に維持されてい
る。これによって、ロータ部材の中心軸に直交する方向
（ラジアル方向）に位置するフォトインタラプタ１１に
対するコード板１０の位置は、安定する。

【００２３】上述の如く、舵角センサ１１０の固定体側
のハウジングとしての上カバー７と下カバー８と、回転
コネクタ１００の固定体側のハウジングとしてのケーブ
ル収納部５と下カバー６とは、共にネジなどで一体化さ
れており、回転コネクタ１００の固定体側のハウジング
が車体に固定されている。また、舵角センサ１１０の可
動体側のハウジングとしての第一・第二ロータ部材３、
４と、回転コネクタ１００の可動体側のハウジングとし
ての上部・下部ロータ部材１、２とは、共に係合され、
回転コネクタ１００の上部ロータ部材１はステアリング
シャフトのハブに固定されている。

【００２４】次に、本発明の実施の形態の回転コネクタ
１００の下部ロータ部材２について説明する。図２は、
本発明の実施の形態の回転コネクタの下部ロータ部材を
示す平面図、図３は、同側面図、図４は、同底面図であ
る。図２〜図４に示すように、回転コネクタの下部ロー
タ部材２は、成形材料からなり、略リング状であって、
中央に円形のセンター孔２ａが設けられた筒部２ｂと、
該筒部２ｂの中間部から周囲外方に突出する円形の鍔部
２ｃとからなる。

【００２５】そして、筒部２ｂには、筒部２ｂの上端側
であって、筒部２ｂの中心軸に対して対向する位置に一
対の略ペン先形状の切り欠き部２ｈと、該切り欠き部２
ｈから９０度の位置に一対の切り落とし部２ｉとが設け
られている。また、鍔部２ｃには、該鍔部２ｃの所定の
箇所に設けられた略小判状であって、平行な長辺を有し
径方向に延びる回転係合部を構成する長孔２ｄと、該長
孔２ｄと前記センター孔２ａの中心軸に対して１８０度
の位置に形成された回転係合部を構成する矩形状の孔２
ｅとが設けられている。また、該孔２ｅの前記センター
孔２ａ側の一辺から孔２ｅの内方に向かってホーク状に
平行に突出する一対の係止片２ｆ、２ｆが形成されてお
り、該係止片２ｆ、２ｆは、鍔部２ｃの円周方向に弾性
を有している。なお、前記孔２ｅと係止片２ｆ、２ｆと
で回転係合部を構成するフレキシブル係合部２ｇが構成
されている。また、センター孔２ａには、ステアリング
シャフト（図示せず）が貫通される。

【００２６】次に、本発明の実施の形態の舵角センサ１
１０の第一ロータ部材３について説明する。図５は、本
発明の実施の形態の舵角センサ１１０の第一ロータ部材
を示す平面図、図６は、同側面図、図７は、同断面図で
ある。図５〜図７に示すように、舵角センサ１１０の第
一ロータ部材３は、成型材料を略リング状に成形加工す
ることによって形成され、中央部に貫通する円形のセン
ター孔３ａが形成された内筒部３ｂと、外筒部３ｄと、
該外筒部３ｄの上端部の周囲に設けられた鍔部３ｅとか
ら構成されている。内筒部３ｂと外筒部３ｄとのそれぞ
れの下端部は連設されて一体化されている。鍔部３ｅの
上面側には中心部に円形の穴３ｈが形成された上方に突
出する回転係合部を構成する円柱状の第一の凸部３ｉ
と、該第一の凸部３ｉに対して前記センター孔３ａの中
心軸と対称の位置に配置された回転係合部を構成する円
柱状の第二の凸部３ｊとが形成され、内筒部３ｂと外筒
部３ｄとの下端部の連結部には、センター孔３ａの中心
軸に対して対称の位置に形成され、外方に突出する円柱
状の第三の凸部３ｋ、３ｍとが形成されている。また、
内筒部３ｂと外筒部３ｄとの間には、円弧状の凹部３ｃ
が形成されると共に、複数個（例えば３個）の連結部３
ｎが設けられ、該連結部３ｎには、ネジ孔３ｐが形成さ
れている。また、センター孔３ａには、ステアリングシ
ャフト（図示せず）が貫通される。

【００２７】次に本発明の実施の形態の回転コネクタの
下部ロータ部材と舵角センサの第一ロータ部材との係合
について説明する。図８は、本発明の実施の形態の回転
コネクタの下部ロータ部材と舵角センサの第一ロータ部
材との係合状態を示す要部断面図、図９は、図８の係合
状態を説明するための説明図である。ここで回転コネク
タは、可撓性ケーブル９を収納したケーブル収納部５に
下カバー６を係止させて、固定体側のハウジングを組
立、この後に上部ロータ部材１の鍔部１ａを上側にし、
下部ロータ部材２の鍔部２ｃを下側になるように配置し
て、上部ロータ部材１の孔部１ｂに下部ロータ部材２の
筒部２ｂを挿通して上部ロータ部材１と下部ロータ部材
２とをスナップイン結合にて固定体側のハウジングと一
体化して組み立てられる。

【００２８】また、舵角センサは、フォトインタラプタ
１１とコード板１０を組み込んだ上カバー７と下カバー
８とを係止させて、固定体側のハウジングを組立、この
後に第一ロータ部材３の鍔部３ｅを上側にし、第二ロー
タ部材４の鍔部４ａを下側になるように配置して、第一
ロータ部材３の下端面に形成された第三の凸部３ｋと３
ｍとにコード板１０を係合させた状態で、第二ロータ部
材４の上端面に形成された凹部４ｂと凹部４ｃとに前記
第三の凸部３ｋ、３ｍをそれぞれ係合させる。そして、
第一ロータ部材３と第二ロータ部材４とが、コード板１
０を挟んだ状態でネジ（図示せず）によって可動体側の
ハウジングとして一体化して組み立てられる。そして、
回転コネクタの下部ロータ部材２の筒部２ｂの外壁と、
舵角センサの第一ロータ部材３の外筒部３ｄの内壁との
間にコイルバネ１６を挟み込むように配置して、回転コ
ネクタのケーブル収納部５と舵角センサの上カバー７と
をネジ（図示せず）によって一体化して舵角センサユニ
ットが組立られている。この状態の時、コイルバネ１６
は、第一ロータ部材３の連結部３ｎの上端面に乗せられ
るように配置されている。

【００２９】そして、この組み立てられた状態の時、コ
イルバネ１６の弾発力によって、第一ロータ部材３と下
部ロータ部材２とは、離間される方向に弾性付勢されて
いる。この弾性付勢によって、舵角センサ１１０の第一
ロータ部材３の鍔部３ｅの下面側は、常時上カバー７の
上壁７ａの上面側と当接している。

【００３０】ここで、前記下部ロータ部材と第一ロータ
部材との係合は、第一ロータ部材３の鍔部３ｅの回転係
合部を構成する第一の凸部３ｉと、第二の凸部３ｊと
が、前記下部ロータ部材２の鍔部２ｃ側に突出してお
り、第一の凸部３ｉは、下部ロータ部材２の回転係合部
を構成する長孔２ｄに、第二の凸部３ｊは、回転係合部
としての前記フレキシブル係合部２ｇを構成する一対の
係止片２ｆ、２ｆの間にそれぞれ挿通されている。ま
た、このとき、長孔２ｄの短径寸法と、第一の凸部３ｉ
の直径寸法とは、ほぼ同一の寸法に形成されており、こ
の係合は、微小なクリアランス（例えば５０μｍほどの
クリアランス）となるように配置されている。また、長
孔２ｄの長径寸法は、第一の凸部３ｉの直径寸法よりも
大きな寸法に形成されており、よって第一の凸部３ｉ
は、長孔２ｄの長径の方向に移動が出来るように配置さ
れている。また、第二の凸部３ｊは、孔２ｅ内の弾性を
有する係止片２ｆ、２ｆによって弾接されており、この
第二の凸部３ｊは、第一の凸部３ｉと同様に孔２ｅ内を
移動できる。

【００３１】上述のように、回転コネクタ１００の下部
ロータ部材２は、高精度の舵角センサと結合させた後に
おいても、その中心軸に対して直交する方向のズレ（ガ
タ）を許容する構造となっている。そして、下部ロータ
部材２のＸーＹ方向（中心軸に直交する方向）のガタ
は、長孔２ｄの長径方向への第一ロータ部材３の第一の
凸部３ｉの移動によって許容され、Ｚ方向（中心軸の方
向）のガタは、コイルバネ１６を下部ロータ部材２と第
一ロータ部材３との間に介在させているので、コイルバ
ネ１６の弾発力によって許容される。

【００３２】なお、コイルバネ１６は、下部ロータ部材
２と、第一ロータ部材３との間にフリーに挟み込んだも
ので説明したが、例えば、コイルバネ１６の両端部を、
図示していないが、前記下部ロータ部材２と前記第一ロ
ータ部材３とにそれぞれ設けられた係止部（例えば係止
孔）に係止して固定しても良いことは勿論である。

【００３３】次に、上述の如き係合状態での下部ロータ
部材２と第一ロータ部材３との回動について説明する。
図９に示すように、ステアリングシャフトを回動させる
と、この回動は、ステアリングシャフトのハブに固定さ
れた回転コネクタ１００の上部ロータ部材１を介して下
部ロータ部材２に伝えられて、下部ロータ部材２が共に
回動する。そして、この下部ロータ部材２の回動は、舵
角センサ１１０の第一ロータ部材３に伝えられる。

【００３４】この第一ロータ部材３の回動は、下部ロー
タ部材２の長孔２ｄに第一ロータ部材３の第一の凸部３
ｉがほぼクリアランス無く係合されていることから、正
確に伝えられる。また、第一ロータ部材３は、コイルバ
ネ１６による弾性力によって中心軸方向（アキシャル方
向）への移動が無く、常に鍔部３ｅの下面が上カバー７
の上壁７ａの上面と当接しており、鍔部３ｅからコード
板１０までの寸法が精度良く形成されているために、上
壁７ａからコード板１０までの寸法は常に一定に保たれ
る。従って、上カバー７に設けられたフォトインタラプ
タ１１とコード板１０との位置、すなわち動作ギャップ
寸法が一定し、安定したエンコーダ出力信号を得ること
が出来る。

【００３５】そして、また、下部ロータ部材２には、前
記長孔２ｄに加えて、フレキシブル係合部２ｇが形成さ
れている。このフレキシブル係合部２ｇと係合している
第一ロータ部材３の第二の凸部３ｊは、第二の凸部３ｊ
の外周面がフレキシブル係合部２ｇを構成する一方の係
止片２ｆに当接していることから、この当接による力に
ても、一定の回動力が伝えられる。

【００３６】その理由を舵角センサのアブソリュート形
エンコーダからの検出信号によって説明する。図１０
は、舵角センサのアブソリュート形エンコーダからの検
出信号を示す波形図である。アブソリュート形エンコー
ダは、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相のそれぞれの出力信号を検
出して、回転角度などを算出するように構成されてお
り、Ａ相の波形の立ち上がり波形と立ち下がり波形及び
Ｂ相の波形の立ち上がり波形と立ち下がり波形をそれぞ
れ検出してステアリングシャフトの回動の方向（時計回
り又は反時計回り）と回転角度とを算出する。また、Ｚ
相の波形の立ち上がり、立ち下がり位置をＡ相、Ｂ相の
波形の立ち上がり、立ち下がりによりコードとして読み
取ったり、幅をカウントするなどの手段によって、基準
となる位置からの回転角度を中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）に備えられている演算テーブルから算出している。

【００３７】ところが、各相の波形の立ち上がり位置や
立ち下がり位置は、実際には、光学的、電気的、機構的
な各要因にて、必ずばらつきが生じる。例えば、Ｚ相の
波形の立ち上がり位置又は立ち下がり位置から、Ａ相又
はＢ相の波形の立ち上がり位置又は立ち下がり位置まで
の出力位相差を機械角：λとすると、αの値、すなわち
分解能を１．５度とした場合、ばらつきが無いときは、
すべての機械角：λは、０．７５度となるが、実際は、
前述の通りばらつきが生じる。ここで、下部ロータ部材
２に長孔２ｄだけを設けた場合に比較して、下部ロータ
部材２に長孔２ｄに加えてフレキシブル係合部２ｇを設
けて、第一ロータ部材３との係合・回動を二箇所の係合
で行うと、機械角：λの最小値は、約５〜１０％改善
（すなわち大きくなる）することが計測によって確かめ
られており、フレキシブル係合部２ｇがロータ部材の回
動に寄与していることがわかる。

【００３８】上述の如く、回転コネクタ１００の下部ロ
ータ部材２に長孔２ｄと更にフレキシブル係合部２ｇを
設けたので、舵角センサの第一ロータ部材３との係合が
ふたつの箇所となり、回動の伝わり方が更に滑らかに回
動して前記角度λのばらつき幅がより一層小さくなり、
より安定且つ高精度な出力信号が得られる。

【００３９】なお、本発明の実施の形態では、回転コネ
クタ１００の下部ロータ部材２に形成したひとつのフレ
キシブル係合部２ｇを備えた実施の形態について説明し
たが、これに限定されず、下部ロータ部材２に複数個の
フレキシブル係合部２ｇを設け、この複数個のフレキシ
ブル係合部２ｇに対応する複数個の凸部を舵角センサ１
１０の第一ロータ部材３に設けても良いことは勿論であ
る。また、本発明の実施の形態では、下部ロータ部材２
に長孔２ｄとフレキシブル係合部２ｇとを設け、第一ロ
ータ部材３に二つの凸部を設けた回転係合部の構成につ
いて説明したが、回転係合部の構成については、これに
限定されず、前述とは逆に、下部ロータ部材２に二つの
凸部を設け、第一ロータ部材３に長孔２ｄとフレキシブ
ル係合部２ｇとを設けても良く、また、長孔２ｄではな
く、二つのフレキシブル係合部２ｇを設けても良い。

【００４０】

【発明の効果】上述の如く、本発明の舵角センサユニッ
トは、回転コネクタのロータ部材と、舵角センサのロー
タ部材とが別部材から成り、回転コネクタのロータ部材
又は舵角センサのロータ部材のいずれか一方のロータ部
材に径方向に延びる長孔が形成され、回転コネクタのロ
ータ部材又は舵角センサのロータ部材のいずれか他方の
ロータ部材に長孔の短径の径寸法とほぼ同じ径寸法の凸
部が形成され、前記長孔と前記凸部とが係合されている
ことから回転コネクタの固定体側のハウジングと可動体
側のハウジングとしてのロータ部材との間はクリアラン
スが大きく構成され、中心軸に直交する方向に対して揺
れの比較的大きな回転コネクタと、舵角センサの固定体
側のハウジングと可動体側のハウジングとしてのロータ
部材との間はクリアランスが小さく構成された高精度の
舵角センサとを係合しても、回転コネクタと舵角センサ
とはそれぞれ滑らかな回動が得られるという効果を奏す
る。また、それぞれが一体化された回転コネクタと舵角
センサとのそれぞれの固定体側のハウジングの中心軸に
ズレが生じても、このズレは、長孔と凸部との係合によ
って吸収されるという効果を奏する。

【００４１】また、本発明の舵角センサユニットは、回
転コネクタのロータ部材と、舵角センサのロータ部材と
の間にコイルバネを配置し、このコイルバネの弾性力に
よって両ロータ部材を離間させる方向に弾性付勢してい
ることによって、舵角センサのロータ部材の鍔部は、上
カバーの上壁と常時当接しており、よってロータ部材に
固定されているコード板は、常に中心軸方向に付勢され
る。このため、コード板と固定側のハウジングに固定さ
れたフォトインタラプタとの相互の配置が安定すること
から、フォトインタラプタからの検出信号が安定し、精
度の良い舵角センサユニットを提供できる。

【００４２】また、本発明の舵角センサユニットは、回
転コネクタのロータ部材にフレキシブル係合部が形成さ
れ、前記舵角センサのロータ部材に前記フレキシブル係
合部と係合する凸部が形成され、前記フレキシブル係合
部が前記凸部と係合されていることから凸部が、フレキ
シブル係合部と長孔との二箇所で係合されているので、
回転コネクタのロータ部材の回動が、舵角センサのロー
タ部材に一層確実に安定して伝えられ、よってより滑ら
かな回動が得られる。また、フレキシブル係合部が複数
個設けられると、回転コネクタのロータ部材の回動が、
舵角センサのロータ部材に更に一層確実に安定して伝え
られる。

【００４３】また、本発明の舵角センサユニットは、回
転コネクタのロータ部材の鍔部のフレキシブル係合部と
径方向に延びる長孔とが、前記ロータ部材の中心軸に対
して１８０度の位置に設けられていることによって、回
転コネクタのロータ部材の回動が、もっとも安定した力
で、舵角センサのロータ部材に伝えられることの出来る
舵角センサユニットを提供できる。

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の舵角センサユニットを示
す分解斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態の回転コネクタの下部ロー
タ部材を示す平面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】図２の底面図である。

【図５】本発明の実施の形態の舵角センサの第一ロータ
部材を示す平面図である。

【図６】図５の側面図である。

【図７】図５の断面図である。

【図８】本発明の実施の形態の舵角センサユニットを説
明するための要部断面図である。

【図９】本発明の実施の形態の舵角センサユニットを説
明するための説明図である。

【図１０】本発明の実施の形態の舵角センサユニットの
アブソリョート型エンコーダからの波形を説明するため
の波形図である。

【図１１】従来の舵角センサユニットを示す構成断面図
である。

【図１２】図１１のＣ−Ｄ−Ｅ−Ｆ線での構成断面図で
ある。

【図１３】図１２のＢ−Ｂ線での構成断面図である。

【符号の説明】

１ 上部ロータ部材 ２ 下部ロータ部材 ２ｃ 鍔部 ２ｄ 長孔（回転係合部） ２ｅ 孔 ２ｆ 係止片 ２ｇ フレキシブル係合部（回転係合部） ３ 第一ロータ部材 ３ｅ 鍔部 ３ｉ 第一の凸部（回転係合部） ３ｊ 第二の凸部（回転係合部） ４ 第二ロータ部材 １０ コード板 １６ コイルバネ １００ 回転コネクタ １１０ 舵角センサ

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールに備えられた電気
   装置と車体に備えられた電気装置とを電気的に接続する
   回転コネクタと、ステアリングホイールの回転情報を検
   出する舵角センサとを備え、前記回転コネクタは、固定
   側のハウジングと、このハウジングに対して回転可能に
   取り付けられたロータ部材とを有し、前記舵角センサ
   は、固定側のハウジングと、このハウジングに対して回
   転可能に取り付けられたロータ部材とを有し、前記回転
   コネクタの前記ロータ部材又は前記舵角センサの前記ロ
   ータ部材の何れか一方の前記ロータ部材に径方向に延び
   る長孔が形成され、前記回転コネクタの前記ロータ部材
   又は前記舵角センサの前記ロータ部材の何れか他方の前
   記ロータ部材に前記長孔の短径の径寸法とほぼ同じ径寸
   法の凸部が形成され、前記長孔と前記凸部とが係合され
   ていることを特徴とする舵角センサユニット。
2. 【請求項２】 前記回転コネクタのロータ部材と、舵角
   センサのロータ部材との間にコイルバネを配置し、この
   コイルバネの弾性力によって両ロータ部材を離間させる
   方向に弾性付勢していることを特徴とする請求項１記載
   の舵角センサユニット。
3. 【請求項３】 前記回転コネクタのロータ部材にフレキ
   シブル係合部が形成され、前記舵角センサのロータ部材
   に前記フレキシブル係合部と係合する凸部が形成され、
   前記フレキシブル係合部が前記凸部と係合されているこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の舵角センサユニッ
   ト。
4. 【請求項４】 前記回転コネクタのロータ部材のフレキ
   シブル係合部と径方向に延びる長孔とが、前記ロータ部
   材の中心軸に対して１８０度の位置に設けられているこ
   とを特徴とする請求項３記載の舵角センサユニット。
5. 【請求項５】 前記フレキシブル係合部が複数個設けら
   れていることを特徴とする請求項３記載の舵角センサユ
   ニット。
6. 【請求項６】 ステアリングホイールに備えられた電
   気装置と車体に備えられた電気装置とを電気的に接続す
   る回転コネクタと、ステアリングホイールの回転情報を
   検出する舵角センサとを備え、前記回転コネクタは、固
   定側のハウジングと、このハウジングに対して回転可能
   に取り付けられたロータ部材とを有し、前記舵角センサ
   は、固定側のハウジングと、このハウジングに対して回
   転可能に取り付けられたロータ部材とを有し、前記回転
   コネクタの前記ロータ部材と前記舵角センサの前記ロー
   タ部材とが係合する回転係合部がそれぞれの前記ロータ
   部材に設けられるとともに、前記回転コネクタの前記ロ
   ータ部材と、記前舵角センサの前記ロータ部材との間に
   コイルバネを配置し、このコイルバネの弾性力によって
   前記両ロータ部材を離間させる方向に弾性付勢して、前
   記舵角センサの前記ロータ部材が前記舵角センサの前記
   固定側のハウジングに当接したことを特徴とする舵角セ
   ンサユニット。