WO2014112361A1

WO2014112361A1 - センサ組込回転コネクタ

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Publication number: WO2014112361A1
Application number: PCT/JP2014/000133
Authority: WO
Inventors: 博文宇都宮; 康晴柿本
Original assignee: 古河電気工業株式会社; 古河As株式会社
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2014-07-24
Also published as: US9371046B2; EP2784881B1; CN104067461B; EP2784881A4; US20140266168A1; KR101591320B1; EP2784881A1; KR20140114807A; CN104067461A

Abstract

　舵角センサ（３）は、ステータ（１１）に固定されるセンサハウジング（４０）と、駆動ギア（３０）に噛み合って従動回転する従動ギア（４７）と、スリーブ（２０）に係合して一体回転する回転部材（４３）と、回転部材（４３）の回転を検出する検出部（３４）と、検出部（３４）を保持する保持部（４９）と、を備える。センサハウジング（４０）は、ステータ（１１）側が開放されている。センサハウジング（４０）及びステータ（１１）によって囲まれた第２収容空間（５０）が構成され、当該第２収容空間（５０）内に回転部材（４３）が収容される。そして、保持部（４９）は、第２収容空間（５０）がステータ（１１）によって塞がれていない状態においても検出部（３４）を保持可能である。

Description

センサ組込回転コネクタ

　本発明は、回転コネクタに舵角センサを組み付けたセンサ組込回転コネクタの構成に関する。

　従来から、例えば自動車のステアリングホイールと車体のように、回転側と固定側を電気的に接続するために回転コネクタ（ＳＲＣ：ステアリングロールコネクタ）が用いられている。また、ステアリングホイールの操作角度（舵角）を検出するための舵角センサ（ＳＡＳ：ステアリングアングルセンサ）が知られている。

　舵角センサは、回転コネクタとひとまとめにしてステアリングホイールに取り付けられることがある。このような構成は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１は、回転コネクタと舵角センサを連結した構成を開示している。

　また、特許文献２は、舵角センサ組み込み式の回転コネクタ装置を開示している。

　特許文献１では、回転コネクタと舵角センサが、互いに独立した構成となっている。これにより、回転コネクタ及び舵角センサをそれぞれ独立したモジュールとして取り扱うことが可能になるので、組み立て作業時の取り回しが簡単になり、当該組み立ての作業性が向上するというメリットがある。

　このようにモジュール化した従来の回転コネクタ及び舵角センサの例を、図１０及び図１１に示す。図１０に示す従来の回転コネクタ２は、相対回転可能なステータ１１及びロテータ１２を備えている。図１０及び図１１に示す従来の舵角センサ３は、センサハウジング４０と、回転部材４３と、を備えている。回転部材４３は、センサハウジング４０に対して相対回転可能に構成されている。また、センサハウジング４０内には、回転部材４３の回転量を検出する検出部３４（従動ギア４７及び回路基板４８）が収容されている。

　また、図１０の構造において、回転コネクタ２のロテータ１２と、舵角センサ３の回転部材４３は、スリーブ２０（中継部材）を介して連結される。スリーブ２０は、回転コネクタ２のロテータ１２に連結できるように構成されている（図１０の状態）。また、スリーブ２０には、切欠部３５が形成されている。この切欠部３５は、舵角センサ３の回転部材４３に形成された係合突起５６（図１０参照）に係合可能に構成されている。切欠部３５に係合突起５６を係合させることにより、回転コネクタ２のロテータ１２と、舵角センサ３の回転部材４３が、スリーブ２０を介して連結される。これにより、ロテータ１２の回転量を、舵角センサ３の検出部３４によって検出できる。

　図１０に示すように、従来の回転コネクタ２のステータ１１は、底板１０１を備えている。この底板１０１は、回転コネクタ２の内部に収容されている各構成（フレキシブルフラットケーブルなど）が外部に飛び出さないようにする「蓋」としての機能を有している。また、図１１に示すように、従来の舵角センサ３のセンサハウジング４０は、上カバー１０２を備えている。この上カバー１０２は、センサハウジング４０の内部に収容されている各構成（検出部３４など）が外部に飛び出さないようにする「蓋」としての機能を有している。

特開２００６－３３９１０７号公報特開２０００－１５９０３７号公報

　図１０に示した従来の構成においてセンサ組込回転コネクタを組み立てる際には、回転コネクタ２と舵角センサ３を、図１０の太線の矢印で示した方向に連結する（このとき、切欠部３５を係合突起５６に係合させる）。これにより、底板１０１と上カバー１０２が、厚み方向で重なった状態となる。即ち、図１０の構成のセンサ組込回転コネクタにおいては、回転コネクタ２と舵角センサ３の間の部分の部品（ステータ１１の底板１０１と、センサハウジング４０の上カバー１０２）が重複する。従って、部品点数削減の観点から改善の余地がある。

　また、図１０の従来の構成では、回転コネクタ２と舵角センサ３で部品が重複しているため、公差が積み重なり、全体の公差が大きくなるという問題がある。更に、図１０の従来の構成では、回転コネクタ２と舵角センサ３をそれぞれ別々に組み立てて両者を連結させる必要があるので、組み立て工数が多くなっていた。なお、以上のような問題は、特許文献１においても同様に指摘することができる。

　これに対し、特許文献２は、舵角センサの回路基板を覆う上部ハウジングと、回転コネクタの下部カバー部材と、を一体に構成して共用化を図った構成を開示する。特許文献２は、これにより、部品点数を少なくできるとしている。また、このように部品点数を少なくできるので、組み立て工数を少なくできるともに、公差の積み重ねを排除して全体の公差を小さくできると考えられる。

　しかし、特許文献２の構成では、回転コネクタ及び舵角センサをそれぞれ独立したモジュールとして取り扱うことができる、という図１０（及び特許文献１）の構成のメリットが失われることになる。例えば特許文献２の場合、回転コネクタに対して舵角センサを組み付ける前の状態の回転コネクタは、下部カバー部材が無い（フレキシブルフラットケーブルの収納室の下部が開放されている）状態となるので、収納室からフレキシブルフラットケーブルが飛び出す可能性がある。従って、特許文献２の構成では、舵角センサを組み付けていない状態の回転コネクタを、独立したモジュールとして取り扱うことができない。

　このように、特許文献２の構成では、回転コネクタ又は舵角センサを独立したモジュールとして取り扱うことができないので、組み立て時の作業性が低下するという問題があった。

　加えて指摘すると、図１０の従来の構成では、切欠部３５と係合突起５６とを係合可能とするために、当該切欠部３５と係合突起５６との係合箇所の公差を大きく取る必要があった。この意味でも、図１０の従来の構成では、全体の公差が大きくなっていた。このため、図１０の構成では、舵角センサ３による検出精度を向上させることが難しかった。

　本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、部品点数の削減等を達成しつつ、組み立て性も良好な回転コネクタを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

　本発明の観点によれば、以下のセンサ組込回転コネクタが提供される。即ち、このセンサ組込回転コネクタは、回転コネクタと、スリーブと、舵角センサと、を備える。前記回転コネクタは、相対回転可能なステータ及びロテータと、前記ステータ及びロテータによって囲まれた第１収容空間内に配置されたフラットケーブルと、を備える。前記スリーブは、前記ロテータに連結されて一体に回転する。前記舵角センサは、前記ステータに固定されるセンサハウジングと、前記スリーブに係合して一体回転する回転部材と、前記回転部材の回転を検出する検出部と、前記検出部を保持する保持部と、を備える。前記センサハウジングは、前記ステータ側が開放されており、前記センサハウジング及び前記ステータによって囲まれた第２収容空間が構成され、当該第２収容空間内に前記回転部材が収容されている。そして、前記保持部は、前記第２収容空間が開放されている状態においても前記検出部を保持可能である。

　このように、回転コネクタのステータが、舵角センサのハウジングを塞ぐ役割を兼ねた構成とすることにより、部品点数を減らし、組み立て工数を削減できるとともに、公差を小さくできる。そして、舵角センサのハウジングがステータによって塞がれていない状態においても検出部を保持できる保持部を設けたので、この状態の舵角センサを独立したモジュールとして取り扱うことができる。これにより、組み立てが容易になる。

　上記のセンサ組込回転コネクタは、以下のように構成することが好ましい。即ち、このセンサ組込回転コネクタは、前記フラットケーブルを案内するリテーナを前記第１収容空間内に備える。前記ステータは、前記ロテータ側の面に、前記リテーナの回転を案内するリテーナ案内面が形成され、前記センサハウジング側の面に、前記回転部材の回転を案内する回転案内部が形成されている。

　このように、リテーナを案内する役割と、センサの回転部材を案内する役割を、ステータが兼ねることができる。これにより、部品点数を削減できるとともに、リテーナ及び回転部材を安定させて回転させることができる。

　上記のセンサ組込回転コネクタは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記駆動ギアのギア歯は、前記回転コネクタ及び前記舵角センサの取付軸と平行な方向に突出して形成される。前記従動ギアは、前記取付軸に対して略直交する軸線を中心として回転するように前記保持部に支持される。

　このように、駆動ギアのギア歯と、従動ギアのギア歯とを、取付軸と平行な方向で向かい合うように配置することで、駆動ギアと従動ギアを取付軸方向で近づけることにより、ギア歯同士を噛み合わせることができる。これにより、組み立ての作業性が向上する。

　上記のセンサ組込回転コネクタは、以下のように構成することが好ましい。即ち、前記ステータ及び前記センサハウジングは、当該ステータに対して当該センサハウジングを位置決めする位置決め部を複数備える。当該位置決め部は、前記ステータ又は前記センサハウジングの何れか一方に形成され、前記回転コネクタ及び前記舵角センサの取付軸と平行な方向に突出する位置決めピンと、前記ステータ又は前記センサハウジングの他方に形成され、前記位置決めピンが挿入される挿入孔と、から構成される。

　このように、回転コネクタのステータに対して舵角センサのハウジングを直接的に位置決めすることにより、回転コネクタと舵角センサの組み付け精度を向上させることができる。そして、位置決め部を、取付軸と平行な方向に突出する位置決めピンによって構成したので、ステータに対して舵角センサを取付軸方向から組み付けることにより、簡単に位置決めを行うことができる。

　本発明の別の観点によれば、以下のセンサ組込回転コネクタが提供される。即ち、このセンサ組込回転コネクタは、回転コネクタと、スリーブと、舵角センサと、から構成される。前記回転コネクタは、相対回転可能なステータ及びロテータと、前記ステータ及びロテータによって囲まれた第１収容空間内に配置されたフラットケーブルと、を備える。前記スリーブは、前記ロテータに連結されて一体に回転する円筒部を有するとともに、当該円筒部の周囲に駆動ギアが一体形成されている。前記舵角センサは、前記ステータに固定されるセンサハウジングと、前記駆動ギアに噛み合って従動回転する従動ギアと、前記従動ギアの回転を検出する検出素子が実装された回路基板と、前記従動ギア及び回路基板を保持する保持部と、を備える。前記センサハウジングは、前記ステータ側が開放されている。前記センサハウジング及び前記ステータによって囲まれた第２収容空間が構成され、当該第２収容空間内に前記駆動ギアが収容される。そして、前記保持部は、前記第２収容空間が開放されている状態においても前記従動ギア及び前記回路基板を保持可能である。

　このように、スリーブに駆動ギアを一体形成すれば、部品点数を更に削減できる。また、駆動ギアを、スリーブに一体的に構成したので、当該スリーブをロテータに連結することにより、駆動ギアを回転センサ側に保持させておくことができる。また、スリーブに駆動ギアを一体化したので、両者を別部材とする場合に比べて公差を小さくすることができ、舵角センサの検出精度を向上させることができる。

　上記のセンサ組込回転コネクタは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、このセンサ組込回転コネクタは、前記フラットケーブルを案内するリテーナを前記第１収容空間内に備える。前記ステータは、前記ロテータ側の面に、前記リテーナの回転を案内するリテーナ案内面が形成され、前記センサハウジング側の面に、前記駆動ギアの回転を案内する回転案内部が形成されている。

　このように、リテーナを案内する役割と、駆動ギアを案内する役割を、ステータが兼ねることにより、部品点数を削減できるとともに、リテーナ及び駆動ギアをそれぞれ安定して回転させることができる。

第１実施形態に係るセンサ組込回転コネクタの全体的な構成を示す斜視図である。第１実施形態のセンサ組込回転コネクタの断面図である。回転コネクタの分解斜視図である。（ａ）固定側リング部材の斜視図である。（ｂ）固定側リング部材を別の角度から見た斜視図である。第１実施形態において、回転コネクタに対して舵角センサを組み付ける様子を示す斜視図である。図５とは別の方向から見たセンサハウジング及び回転部材の斜視図である。第２実施形態の回転コネクタの分解斜視図である。第２実施形態のセンサ組込回転コネクタの断面図である。第２実施形態において、回転コネクタに対して舵角センサを組み付ける様子を示す斜視図である。従来の回転コネクタに従来の舵角センサを組み付ける様子を示す斜視図である。従来の舵角センサを図１０とは別の角度から見た様子を示す斜視図である。

　次に、本願発明の第１実施形態を説明する。図１に示すのは、本発明の第１実施形態に係るセンサ組込回転コネクタ１の斜視図である。

　このセンサ組込回転コネクタ１は、自動車の車体（図略）とステアリングホイール（図略）の間を電気的に接続する回転コネクタ２と、前記ステアリングホイールの操作角度（舵角）を検出する舵角センサ３と、を一体的に組み立てものである。

　センサ組込回転コネクタ１の中心には、貫通状の差込孔１９が形成されている。センサ組込回転コネクタ１は、差込孔１９に軸線を一致させてステアリングシャフトを挿通させた状態で、前記車体及びステアリングホイールに取り付けられる。そこで、差込孔１９の軸線を、回転コネクタ２及び舵角センサ３の取付軸１６と呼ぶ。

　まず、回転コネクタ２について説明する。回転コネクタ２は、取付軸１６を中心として互いに相対回転可能なステータ１１とロテータ１２とから構成されるケーブルハウジング１３を備えている。

　ステータ１１は、自動車の車体側（例えばステアリングコラム）に固定される。一方、ロテータ１２は、ステアリングホイールとともに一体的に回転するように構成されている。従って、ステアリングホイールの回転操作に応じて、ステータ１１及びロテータ１２が相対回転する。

　図２及び図３に示すように、前記ステータ１１は、固定側リング板２１と、この固定側リング板２１の外縁の部分に固定された円筒状の外側筒部３１と、を備えている。また、前記ロテータ１２は、リング状に形成された回転側リング板２２と、この回転側リング板２２の内縁から垂直に延びる円筒状の内側筒部３２と、を備えている。

　前記固定側リング板２１及び回転側リング板２２は、取付軸１６に平行な方向と直交するように配置される。また、固定側リング板２１と回転側リング板２２は、前記取付軸１６方向で対面して配置されている。円筒状の内側筒部３２及び外側筒部３１は、その軸線を取付軸１６と一致させて配置されている。内側筒部３２は外側筒部３１より内側に配置され、前記外側筒部３１と内側筒部３２は、径方向で互いに対面するように配置されている。以上の構成で、固定側リング板２１、回転側リング板２２、外側筒部３１、及び内側筒部３２によって囲まれた環状の第１収容空間１５が形成されている（図２）。

　第１収容空間１５の内部には、フレキシブルフラットケーブル１４及びリテーナ２５（図３参照）が配置される（なお、図２においては、フレキシブルフラットケーブル及びリテーナ２５の図示を省略している）。

　フレキシブルフラットケーブル１４は、螺旋状（うずまき状）に巻かれた状態で第１収容空間１５の内部に収容されている。

　リテーナ２５は、第１収容空間１５内でフレキシブルフラットケーブル１４を案内するために設けられている。図３に示すように、リテーナ２５は、支持板２６と、複数の案内ローラ２９を備えている。案内ローラ２９は、第１収容空間１５内のフレキシブルフラットケーブル１４に接触して回転することにより、当該フレキシブルフラットケーブル１４を案内するための部材である。支持板２６は、複数の案内ローラ２９を回転可能に支持している。この支持板２６は、環状（リング状）に形成され、固定側リング板２１及び回転側リング板２２と平行になるようにして、第１収容空間１５内に配置されている。なお、各案内ローラ２９は、支持板２６の回転側リング板２２を向く側の面に配置されている。支持板２６は、第１収容空間１５内で、取付軸１６まわりに回転できるように構成されている。以上のように構成されたリテーナ２５によってフレキシブルフラットケーブル１４を案内することにより、ステータ１１とロテータ１２が相対回転したときに、第１収容空間１５の内部でフレキシブルフラットケーブル１４をスムーズに動かすことができる。

　図３及び図４（ｂ）に示すように、固定側リング板２１には、第１収容空間１５の内側を向く面に、リテーナ案内面１７が形成されている。第１収容空間１５内において、リテーナ２５は、リテーナ案内面１７に摺動接触して回転する。このように、リテーナ案内面１７によってリテーナ２５を案内することで、当該リテーナ２５の回転を安定させることができる。

　ステータ１１は、第１コネクタ４１を備えている。第１コネクタ４１は、自動車の車体（固定側）が備える図略の電気機器（例えば電源、ＥＣＵなど）から引き出された図略のケーブルを接続可能に構成されている。また、ロテータ１２は、第２コネクタ４２を備えている。第２コネクタ４２は、ステアリングホイール（回転側）が備える図略の電気機器（例えば、ホーンスイッチ、エアバッグモジュールなど）から引き出された図略のケーブルを接続可能に構成されている。第１コネクタ４１と第２コネクタ４２とは、第１収容空間１５内のフレキシブルフラットケーブル１４によって相互に電気的に接続されている。

　以上のように構成された回転コネクタ２により、回転側（ステアリングホイール側）の電気機器と、固定側（車体側）の電気機器とを電気的に接続することができる。

　次に、スリーブ２０について説明する。図２及び図５に示すように、スリーブ２０は、取付軸１６と軸線を一致させて配置される円筒状の円筒部２３を備えている。

　スリーブ２０の円筒部２３は、その一部を、ロテータ１２の内側筒部３２の内側に挿入できるように構成されている。円筒部２３には、係合部２７が形成されている。また、ロテータ１２の内側筒部３２の内壁面には、前記係合部２７に係合可能な係合突起５９が形成されている。係合部２７を係合突起５９に係合させる（図２の状態）ことにより、スリーブ２０がロテータ１２に対して相対回転不能に連結される。

　次に、舵角センサ３について説明する。舵角センサ３は、センサハウジング４０と、回転部材４３と、検出部３４と、を備えている。

　図２、図５及び図６に示すように、センサハウジング４０は、ステータ１１の固定側リング板２１に対して取付軸１６方向で対面して配置される底面リング板４５と、当該底面リング板４５の外周縁部を固定側リング板２１に向けて延伸して形成された円筒状の筒部４６と、を備えている。

　図５に示すように、ステータ１１の固定側リング板２１は、舵角センサ３のセンサハウジング４０に係合する係合爪３３を有している。この係合爪３３にセンサハウジング４０を係合させることにより、ステータ１１に対してセンサハウジング４０を固定できる（図１の状態）。ステータ１１にセンサハウジング４０を固定した状態においては、図２に示すように、固定側リング板２１と、底面リング板４５と、筒部４６と、によって囲まれた環状の第２収容空間５０が形成される。

　図５及び図６に示すように、回転部材４３は、取付軸１６と軸線を一致させて配置されたリング状の部材である。回転部材４３には、取付軸１６と平行な方向に向けて突出したギア歯からなる駆動ギア３０が一体的に形成されている。また、回転部材４３の内周側には、半径方向内側に向けて突出する係合突起５６が一体的に形成されている。

　リング状の回転部材４３は、その内周側に、スリーブ２０の円筒部２３を挿入できるように構成されている。図５に示すように、スリーブ２０には、係合突起５６に係合可能な切欠部３５が形成されている。この切欠部３５は、取付軸１６に沿った方向に形成され、取付軸１６方向の一側が開放された略コ字状（又は略Ｕ字状）に形成されている。従って、回転部材４３の内周側に、取付軸１６方向に沿った方向でスリーブ２０の円筒部２３を挿入することにより、係合突起５６を切欠部３５に係合させることができる。係合突起５６を切欠部３５に係合させることで、回転部材４３を、スリーブ２０に対して取付軸１６まわりで相対回転不能に連結することができる。

　図２に示すように、回転部材４３（及びこれに形成された駆動ギア３０）は、第２収容空間５０内に配置される。図６に示すように、回転部材４３において、駆動ギア３０のギア歯が形成されている面とは反対側の面には、環状の溝部２４が形成されている。一方、図４（ａ）に示すように、固定側リング板２１の、リテーナ案内面１７とは反対側の面（センサハウジング４０側の面）には、回転案内部１８が形成されている。図４（ａ）に示すように、回転案内部１８は、取付軸１６を軸中心としたリング状のリブとして形成されている。図２に示すように、回転案内部１８は、回転部材４３に形成された溝部２４の内部に入り込むように構成されている。この構成により、リブ状の回転案内部１８が、回転部材４３の回転を案内するレールとして機能し、当該回転部材４３（及びこれに形成された駆動ギア３０）を安定して回転させることができる。

　図５に示すように、検出部３４は、従動ギア４７と、回路基板４８と、を備えている。従動ギア４７には、図略の磁石が固定されている。回路基板４８には、前記従動ギア４７が回転することによる前記磁石の磁場の変化を検出する検出素子が配置されている。また、回路基板４８は、前記検出素子の検出信号を適宜外部に出力するように構成されている。なお、このような検出部を備えた舵角センサは、例えば特許文献２に記載されているように公知であるから、詳細な説明は省略する。ただし、特許文献２の舵角センサにおいては、従動ギアの回転軸が、駆動ギア（環状駆動ギア）の回転軸と平行に配置されているが、本実施形態の舵角センサにおいては、従動ギア４７の回転軸が、駆動ギア３０の回転軸（取付軸１６）に対して略直交するように配置されている。また、従動ギア４７のギア歯は、当該従動ギア４７の半径方向外側に向けて突出するように形成されている。

　センサハウジング４０は、前記検出部３４（従動ギア４７及び回路基板４８）を保持するための保持部４９を備えている。保持部４９は、底面リング板４５から取付軸１６方向に突出する略四角筒状に形成され、その内部は検出部収容空間となっている。図５に示すように、保持部４９は、第１ハウジング５１と第２ハウジング５２から構成されている。第１ハウジング５１は、センサハウジング４０の底面リング板４５と一体的に形成されている。第２ハウジング５２は、第１ハウジング５１とは別部材として構成されているとともに、当該第１ハウジング５１に係合させて固定できるように構成されている。そして、第１ハウジング５１と第２ハウジング５２を係合させることにより検出部収容空間が形成され、当該検出部収容空間の内部に検出部３４を保持できるように構成されている。

　センサハウジング４０には、保持部４９の検出部収容空間と、第２収容空間５０と、を連通する連通部が形成されている（図略）。そして、当該連通部を介して、保持部４９に保持されている従動ギア４７と、第２収容空間５０内の駆動ギア３０と、が噛み合うことができるように構成されている。

　以上の構成で、ステータ１１に対してロテータ１２が相対回転することにより、当該ロテータ１２に連結されているスリーブ２０が回転するので、当該スリーブ２０に連結されている回転部材４３が第２収容空間５０内で回転する。これにより、駆動ギア３０が取付軸１６まわりで回転するので、当該駆動ギア３０に噛み合っている従動ギア４７が回転駆動され、その回転量が回路基板４８に実装されている検出素子によって検出される。以上の構成により、ロテータ１２の回転量（ステアリングホイールの操作量）を、舵角センサ３の検出部３４によって検出できる。

　続いて、本実施形態のセンサ組込回転コネクタ１の特徴的な構成について説明する。

　前述のように、本実施形態のセンサ組込回転コネクタ１において、回転コネクタ２の第１収容空間１５は、ステータ１１（固定側リング板２１及び内側筒部３２）と、ロテータ１２（回転側リング板２２及び外側筒部３１）によって囲まれた空間として形成されている。また、舵角センサ３の第２収容空間５０は、センサハウジング４０（底面リング板４５および筒部４６）と、ステータ１１（固定側リング板２１）によって囲まれた空間として形成されている。

　このように、本実施形態のステータ１１の固定側リング板２１は、第１収容空間１５を形成する役割と、第２収容空間５０を形成する役割とを兼ねている。

　また前述のように、本実施形態のステータ１１の固定側リング板２１には、リテーナ案内面１７と、回転案内部１８と、が形成されている。即ち、本実施形態のステータ１１の固定側リング板２１は、回転コネクタ２のリテーナ２５を案内する機能（リテーナ案内面）と、舵角センサ３の回転部材４３を案内する機能（回転案内部１８）と、を兼ねている。

　以上のように、本実施形態のステータ１１は、回転コネクタ２と舵角センサ３で共通した部材として用いられている。このように、回転コネクタ２と舵角センサ３で部品を共通化することにより、センサ組込回転コネクタ１の全体の部品点数を削減し、組立工数を減らすことができるとともに、回転コネクタ２と舵角センサ３を取付軸１６方向に重ねて配置することによる公差の積み重ねを低減し、全体の公差を小さくできる。

　また、本実施形態のセンサ組込回転コネクタ１では、ステータ１１の固定側リング板２１と、センサハウジング４０には、当該固定側リング板２１及びセンサハウジング４０を互いに位置決めするための位置決め部が複数形成されている。本実施形態の位置決め部は、位置決めピン５４及び挿入孔５５から構成されている。具体的には、図５に示すように、固定側リング板２１には、取付軸１６と平行な方向に突出する位置決めピンが５４が複数形成されている。一方、センサハウジングには、前記位置決めピン５４が挿入される挿入孔５５が複数形成されている。位置決めピン５４を、対応する挿入孔５５に挿入することにより、ステータ１１に対してセンサハウジング４０を位置決めできるので、ステータ１１に対してセンサハウジング４０を精度良く取り付けることができる。

　また前述のように、センサハウジング４０には、保持部４９の一部（第１ハウジング５１）が一体的に形成されている。従って、上記のようにステータ１１に対してセンサハウジング４０を位置決めすることにより、当該ステータ１１に対して保持部４９を位置決めできる。

　ところで、回転コネクタ２に対して取り付けられていない状態の舵角センサ３（図６）においては、センサハウジングの４０の一側（ステータ１１側）が開放された状態（固定側リング板２１によって塞がれていない状態）となっている。つまり、この状態では、第２収容空間５０が開放されている。

　例えば特許文献２のような構成の舵角センサでは、当該舵角センサのハウジングが塞がれていない状態では、当該舵角センサの構成要素（従動ギアや回路基板など）をハウジング内に保持できない。このため、特許文献２の構成の舵角センサは、ハウジングが塞がれていない状態では１つのモジュールとして取り扱うことができない。

　本実施形態の舵角センサ３は、前述のように、検出部３４を保持するための保持部４９をセンサハウジング４０に設けている。この保持部４９は、第２収容空間５０が開放されている状態（センサハウジング４０の一側が固定側リング板２１によって塞がれていない状態、図６の状態）においても、検出部３４（従動ギア４７及び回路基板４８）を保持できるように構成されている。

　従って、本実施形態の構成によれば、回転コネクタ２に取り付けられていない状態の舵角センサ３（センサハウジング４０及び検出部３４）を、１つのモジュールとして取り扱うことができる。

　一方で、本実施形態の回転コネクタ２は、舵角センサ３が取り付けられていない状態（図５の状態）においても、ステータ１１（固定側リング板２１及び内側筒部３２）及びロテータ１２（回転側リング板２２及び外側筒部３１）によって囲まれた第１収容空間１５を構成できるので、当該第１収容空間１５の内部にフレキシブルフラットケーブル１４及びリテーナ２５を保持することが可能である。従って、本実施形態の回転コネクタ２は、舵角センサ３が取り付けられていない状態であっても、１つのモジュールとして取り扱うことができる。

　このように、本実施形態の構成によれば、回転コネクタ２と舵角センサ３の部品の一部を共通化しているにもかかわらず、回転コネクタ２及び舵角センサ３をそれぞれ独立したモジュールとして取り扱うことが可能である。これにより、回転コネクタ２及び舵角センサ３の取り扱いが容易になり、センサ組込回転コネクタ１の組み立て性を向上させることができる。

　なお、舵角センサ３を回転コネクタ２に組み付ける前の状態（図５の状態）では、回転部材４３を収容すべき第２収容空間５０が開放された状態である。本実施形態ででは、回転部材４３がスリーブ２０とは別部材となっているので、第２収容空間５０が開放された状態で（図５の状態）では、回転部材４３がスリーブ２０から外れてしまう。従って、回転部材４３を紛失しないように管理しておく必要がある（なお、この点を改良した第２実施形態について、後ほど説明する）。

　本実施形態のセンサ組込回転コネクタ１を組み立てる作業は、以下のようにして行う。即ち、まず、回転コネクタ２を組み立てるとともに、センサハウジング４０の保持部４９に検出部３４を組み付ける。次に、回転コネクタ２のロテータ１２に、スリーブ２０を取り付ける。

　次に、スリーブ２０に対して、回転部材４３を連結する。次に、回転コネクタ２のステータ１１に対して、舵角センサ３のセンサハウジング４０を、取付軸１６と平行な方向（図５の太線の矢印で示す）で接近させる。これにより、スリーブ２０に連結された回転部材４３の駆動ギア３０と、センサハウジング４０の保持部に保持されている従動ギア４７と、が取付軸１６と平行な方向で接近する。

　前述のように、本実施形態の駆動ギア３０のギア歯は、取付軸１６と平行な方向に突出して形成されている。また前述のように、従動ギア４７は、取付軸１６に略直交する軸線を中心として回転し、かつ当該従動ギア４７のギア歯は半径方向外側に向けて突出するように形成されている。これにより、駆動ギア３０のギア歯と従動ギア４７のギア歯は、取付軸１６と平行な方向で対面するように配置される。従って、上記のように、駆動ギア３０と従動ギア４７を取付軸１６と平行な方向で接近させることにより、当該駆動ギア３０と従動ギア４７を適切に噛み合わせることができる。

　そして、ステータ１１の位置決めピン５４を、センサハウジング４０の挿入孔５５に挿入しつつ、ステータ１１の係合爪３３をセンサハウジング４０に係合させる。これにより、ステータ１１に対して、舵角センサ３のセンサハウジング４０を簡単に精度良く取り付けることができる。

　以上で説明したように、本実施形態のセンサ組込回転コネクタ１は、回転コネクタ２と、スリーブ２０と、舵角センサ３と、から構成されている。回転コネクタ２は、相対回転可能なステータ１１及びロテータ１２と、ステータ１１及びロテータ１２によって囲まれた第１収容空間１５内に配置されたフラットケーブル１４と、を備える。スリーブ２０は、ロテータ１２に連結されて一体に回転する。舵角センサ３は、ステータ１１に固定されるセンサハウジング４０と、駆動ギア３０に噛み合って従動回転する従動ギア４７と、スリーブ２０に係合して一体回転する回転部材４３と、回転部材４３の回転を検出する検出部３４と、検出部３４を保持する保持部４９と、を備える。センサハウジング４０は、ステータ１１側が開放されている。センサハウジング４０及びステータ１１によって囲まれた第２収容空間５０が構成され、当該第２収容空間５０内に回転部材４３が収容される。そして、保持部４９は、第２収容空間５０がステータ１１によって塞がれていない状態においても検出部３４を保持可能である。

　このように、回転コネクタ２のステータ１１が、舵角センサ３のセンサハウジング４０を塞ぐ役割を兼ねた構成とすることにより、部品点数を減らし、組み立て工数を削減できるとともに、公差を小さくできる。そして、舵角センサ３のセンサハウジング４０がステータ１１によって塞がれていない状態においても検出部３４を保持できる保持部４９を設けたので、この状態の舵角センサ３を独立したモジュールとして取り扱うことができる。これにより、組み立てが容易になる。

　また、本実施形態のセンサ組込回転コネクタ１は、以下のように構成されている。即ち、このセンサ組込回転コネクタ１は、フレキシブルフラットケーブル１４を案内するリテーナ２５を第１収容空間１５内に備える。ステータ１１は、ロテータ１２側の面に、リテーナ２５の回転を案内するリテーナ案内面１７が形成され、センサハウジング４０側の面に、回転部材４３の回転を案内する回転案内部１８が形成されている。

　このように、リテーナ２５を案内する役割と、舵角センサ３の回転部材４３を案内する役割を、ステータ１１が兼ねることにより、部品点数を削減できるとともに、リテーナ２５及び回転部材４３をそれぞれ安定して回転させることができる。

　また、本実施形態のセンサ組込回転コネクタ１は、以下のように構成されている。即ち、ステータ１１及びセンサハウジング４０は、当該ステータ１１に対して当該センサハウジング４０を位置決めする位置決め部を複数備える。当該位置決め部は、ステータ１１に形成され、取付軸１６と平行な方向に突出する位置決めピン５４と、センサハウジング４０に形成され、位置決めピン５４が挿入される挿入孔５５と、から構成される。

　このように、回転コネクタ２のステータ１１に対して舵角センサ３のセンサハウジング４０を直接的に位置決めすることにより、回転コネクタ２と舵角センサ３の組み付け精度を向上させることができる。そして、位置決め部を、取付軸と平行な方向に突出する位置決めピン５４によって構成したので、ステータ１１に対して舵角センサ３を取付軸方向から組み付けることにより、簡単に位置決めを行うことができる。

　また、本実施形態のセンサ組込回転コネクタ１は、以下のように構成されている。即ち、駆動ギア３０のギア歯は、回転コネクタ２及び舵角センサ３の取付軸１６と平行な方向に突出して形成される。従動ギア４７は、取付軸１６に対して略直交する軸線を中心として回転するように保持部４９に支持される。

　このように、駆動ギア３０のギア歯と、従動ギア４７のギア歯とを、取付軸１６と平行な方向で向かい合うように配置することで、駆動ギア３０と従動ギア４７を取付軸１６方向で近づけることにより、ギア歯同士を噛み合わせることができる。これにより、組み立ての作業性が向上する。

　次に、本願発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同一又は類似の構成については、図面及び要素名に同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

　前述のように、第１実施形態のセンサ組込回転コネクタ１では、第２収容空間５０が開放された状態（図５の状態）では、回転部材４３がスリーブ２０から外れてしまう。このため、回転部材４３を紛失しないように管理しておく必要があった。また、第１実施形態のセンサ組込回転コネクタ１では、切欠部３５と係合突起５６とを係合可能とする必要があるため、当該切欠部３５と係合突起５６との係合箇所の公差をあるていど大きく取らなければならない。即ち、第１実施形態では、スリーブ２０と、駆動ギア３０と、の間に公差があった。このため、第１実施形態の構成では、舵角センサ３による検出精度を向上させるにも限界がある。

　そこで、以下で説明する第２実施形態のセンサ組込回転コネクタ１００は、第１実施形態の上記の問題点を解消したものである。図７から図９に、第２実施形態のセンサ組込回転コネクタ１００の構成を示す。

　この第２実施形態のセンサ組込回転コネクタ１００は、第１実施形態と同様に、回転コネクタ２と、舵角センサ３とを一体的に組み立てたものである。

　この第２実施形態のセンサ組込回転コネクタ１００は、第１実施形態と同様に、保持部４９を備えている。保持部４９は、第２収容空間５０が開放されている状態（センサハウジング４０の一側が固定側リング板２１によって塞がれていない状態、図９の状態）においても検出部３４（従動ギア４７及び回路基板４８）を保持できるように構成されている。従って、第２実施形態の構成においても、回転コネクタ２に取り付けられていない状態の舵角センサ３（センサハウジング４０及び検出部３４）を、１つのモジュールとして取り扱うことができる。

　また、この第２実施形態のセンサ組込回転コネクタ１００は、スリーブ１２０を備えている。第２実施形態のスリーブ１２０は、第１実施形態でのスリーブ２０と回転部材４３を一体化したものである。

　即ち、図７に示すように、第２実施形態のスリーブ１２０は、円筒部２３を有している。円筒部２３の外周には、周方向外側に向けて鍔状に突出する鍔部２８が一体的に形成されている。鍔部２８には、取付軸１６と平行な方向に向けて突出したギア歯からなる駆動ギア３０が一体的に形成されている。

　このように、第２実施形態では、スリーブ１２０に駆動ギア３０を一体形成しているので、スリーブ１２０と駆動ギア３０の公差が無くなる。これにより、舵角センサ３の精度を向上させることができる。

　図７に示すように、第２実施形態では、スリーブ１２０の鍔部２８において、駆動ギア３０のギア歯が形成されている面とは反対側の面に、環状の溝部２４が形成されている。一方、固定側リング板２１の、リテーナ案内面１７とは反対側の面（センサハウジング４０側の面）には、第１実施形態と同様に、リング状のリブとして回転案内部１８が形成されている。図８に示すように、回転案内部１８は、スリーブ１２０の鍔部２８に形成された溝部２４の内部に入り込むように構成されている。この構成により、リブ状の回転案内部１８が、駆動ギア３０の回転を案内するレールとして機能し、当該駆動ギア３０を安定して回転させることができる。

　第２実施形態では、第１実施形態と同様に、センサハウジング４０（底面リング板４５および筒部４６）と、ステータ１１（固定側リング板２１）によって囲まれた空間が、第２収容空間５０となっている。第２実施形態において、第２収容空間５０には、スリーブ１２０の鍔部２８（及びこれに形成された駆動ギア３０）が配置されている。この駆動ギア３０は、保持部４９に保持されている従動ギア４７と噛み合うように配置されている。以上の構成により、第１実施形態の舵角センサ３と同様に、ロテータ１２の回転量（ステアリングホイールの操作量）を検出できる。

　なお、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、スリーブ１２０の円筒部２３を、回転コネクタ２のロテータ１２に連結することができるように構成されている。これにより、回転コネクタ２に対してスリーブ１２０を固定できるので、当該スリーブ１２０を固定した状態の回転コネクタ２を、１つのモジュールとして扱うことができる。

　そして、第２実施形態では、スリーブ１２０に駆動ギア３０が一体的に形成されている。従って、第２実施形態のセンサ組込回転コネクタ１００では、舵角センサ３を回転コネクタ２に組み付ける前の状態（第２収容空間５０が開放された状態）であっても、スリーブ１２０から駆動ギア３０が外れてしまうことはない。これにより、センサ組込回転コネクタ１００の組み立て性を更に向上させることができる。

　以上で説明したように、第２実施形態のセンサ組込回転コネクタ１００は、回転コネクタ２と、スリーブ１２０と、舵角センサ３と、から構成されている。回転コネクタ２は、相対回転可能なステータ１１及びロテータ１２と、ステータ１１及びロテータ１２によって囲まれた第１収容空間１５内に配置されたフラットケーブル１４と、を備える。スリーブ１２０は、ロテータ１２に連結されて一体に回転する円筒部２３を有するとともに、当該円筒部２３の周囲に駆動ギア３０が一体形成されている。舵角センサ３は、ステータ１１に固定されるセンサハウジング４０と、駆動ギア３０に噛み合って従動回転する従動ギア４７と、従動ギア４７の回転を検出する検出素子が実装された回路基板４８と、従動ギア４７及び回路基板４８を保持する保持部４９と、を備える。センサハウジング４０は、ステータ１１側が開放されている。センサハウジング４０及びステータ１１によって囲まれた第２収容空間５０が構成され、当該第２収容空間５０内に駆動ギア３０が収容される。そして、保持部４９は、第２収容空間５０がステータ１１によって塞がれていない状態においても従動ギア４７及び回路基板４８を保持可能である。

　このように、スリーブ１２０に駆動ギア３０を一体形成すれば、部品点数を更に削減できる。また、駆動ギア３０を、スリーブ１２０に一体的に構成したので、当該スリーブ１２０をロテータ１２に連結することにより、駆動ギア３０を舵角センサ３側に保持させておくことができる。また、スリーブ１２０に駆動ギア３０を一体化したので、両者を別部材とする場合（第１実施形態）に比べて公差を小さくすることができ、舵角センサ３の検出精度を向上させることができる。

　また、第２実施形態のセンサ組込回転コネクタ１００は、以下のように構成されている。即ち、このセンサ組込回転コネクタ１００は、フレキシブルフラットケーブル１４を案内するリテーナ２５を第１収容空間１５内に備える。ステータ１１は、ロテータ１２側の面に、リテーナ２５の回転を案内するリテーナ案内面１７が形成され、センサハウジング４０側の面に、駆動ギア３０の回転を案内する回転案内部１８が形成されている。

　このように、リテーナ２５を案内する役割と、駆動ギア３０を案内する役割を、ステータ１１が兼ねることにより、部品点数を削減できるとともに、リテーナ２５及び駆動ギア３０をそれぞれ安定して回転させることができる。

　以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

　本発明のセンサ組込回転コネクタは、自動車のステアリングに限らず、回転側と固定側とを電気的に接続することを目的として広く利用できる。

　上記実施形態において、検出部３４は、磁石の磁場の変化を検出するものとしたが、これに限らず、例えばフォトインタラプタ等を用いて従動ギア４７の回転を検出するなど、適宜の構成を採用できる。

　　１　センサ組込回転コネクタ
　　２　回転コネクタ
　　３　舵角センサ
　１１　ステータ
　１２　ロテータ
　１４　フレキシブルフラットケーブル
　２０　スリーブ
　３４　検出部
　４０　センサハウジング
　４３　回転部材
　４９　保持部

Claims

　相対回転可能なステータ及びロテータと、
　前記ステータ及びロテータによって囲まれた第１収容空間内に配置されたフラットケーブルと、
を備えた回転コネクタ、
前記ロテータに連結されて一体に回転するスリーブ、
及び、
　前記ステータに固定されるセンサハウジングと、
　前記スリーブに係合して一体回転する回転部材と、
　前記回転部材の回転を検出する検出部と、
　前記検出部を保持する保持部と、
を備えた舵角センサ、
から構成されたセンサ組込回転コネクタであって、
　前記センサハウジングは、前記ステータ側が開放されており、
　前記センサハウジング及び前記ステータによって囲まれた第２収容空間が構成され、当該第２収容空間内に前記回転部材が収容されており、
　前記保持部は、前記第２収容空間が開放されている状態においても前記検出部を保持可能であることを特徴とするセンサ組込回転コネクタ。
　請求項１に記載のセンサ組込回転コネクタであって、
　前記フラットケーブルを案内するリテーナを前記第１収容空間内に備え、
　前記ステータは、
　前記ロテータ側の面に、前記リテーナの回転を案内するリテーナ案内面が形成され、
　前記センサハウジング側の面に、前記回転部材の回転を案内する回転案内部が形成されていることを特徴とするセンサ組込回転コネクタ。
　相対回転可能なステータ及びロテータと、
　前記ステータ及びロテータによって囲まれた第１収容空間内に配置されたフラットケーブルと、
を備えた回転コネクタ、
　前記ロテータに連結されて一体に回転する円筒部を有するとともに、当該円筒部の周囲に駆動ギアが一体形成されたスリーブ、
及び、
　前記ステータに固定されるセンサハウジングと、
　前記駆動ギアに噛み合って従動回転する従動ギアと、
　前記従動ギアの回転を検出する検出素子が実装された回路基板と、
　前記従動ギア及び回路基板を保持する保持部と、
を備えた舵角センサ、
から構成されたセンサ組込回転コネクタであって、
　前記センサハウジングは、前記ステータ側が開放されており、
　前記センサハウジング及び前記ステータによって囲まれた第２収容空間が構成され、当該第２収容空間内に前記駆動ギアが収容されており、
　前記保持部は、前記第２収容空間が開放されている状態においても前記従動ギア及び前記回路基板を保持可能であることを特徴とするセンサ組込回転コネクタ。
　請求項３に記載のセンサ組込回転コネクタであって、
　前記フラットケーブルを案内するリテーナを前記第１収容空間内に備え、
　前記ステータは、
　前記ロテータ側の面に、前記リテーナの回転を案内するリテーナ案内面が形成され、
　前記センサハウジング側の面に、前記駆動ギアの回転を案内する回転案内部が形成されていることを特徴とするセンサ組込回転コネクタ。
　請求項１から４までの何れか一項に記載のセンサ組込回転コネクタであって、
　前記駆動ギアのギア歯は、前記回転コネクタ及び前記舵角センサの取付軸と平行な方向に突出して形成されており、
　前記従動ギアは、前記取付軸に対して略直交する軸線を中心として回転するように前記保持部に支持されていることを特徴とするセンサ組込回転コネクタ。
　請求項１から４までの何れか一項に記載のセンサ組込回転コネクタであって、
　前記ステータ及び前記センサハウジングは、当該ステータに対して当該センサハウジングを位置決めする位置決め部を複数備え、
　当該位置決め部は、
　前記ステータ又は前記センサハウジングの何れか一方に形成され、前記回転コネクタ及び前記舵角センサの取付軸と平行な方向に突出する位置決めピンと、
　前記ステータ又は前記センサハウジングの他方に形成され、前記位置決めピンが挿入される挿入孔と、
から構成されることを特徴とするセンサ組込回転コネクタ。