WO2020255833A1 - センサユニット - Google Patents

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WO2020255833A1
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sensor
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sensor unit
connector
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福田　憲二
雄太 山西
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株式会社東海理化電機製作所
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Definitions

  • the present disclosure relates to a sensor unit coupled with a steering shaft used for steering a moving body.
  • Japanese Patent Application Publication No. 2000-21140 discloses a configuration in which a steering lock mechanism and a steering angle sensor are coupled to a steering shaft.
  • Japanese Patent Application Publication No. 2011-218947 discloses a sensor that detects the operating state of the steering lock mechanism. From the viewpoint of reducing the number of parts and downsizing the structure, there is a demand for arranging two sensors with different detection targets as close as possible.
  • a sensor unit coupled with a steering shaft used for steering a moving body.
  • a first circuit board on which a signal output unit of a first sensor that outputs a signal corresponding to an operating state of a mechanism that locks the rotation of the steering shaft is mounted.
  • a second circuit board on which a signal output unit of a second sensor that outputs a signal corresponding to the operating state of the mechanism for detecting the rotation angle of the steering shaft is mounted.
  • a connector that electrically connects the first circuit board and the second circuit board while allowing a relative displacement between the first circuit board and the second circuit board. Is equipped with.
  • the first sensor for detecting the operating state of the mechanism that locks the rotation of the steering shaft and the second sensor for detecting the operating state of the mechanism for detecting the rotation angle of the steering shaft can be used. There is a request to place it nearby. As one of the measures to meet such a demand, it is conceivable to mount the output unit of the second sensor on the first circuit board. However, since the position of the first circuit board is determined based on the positional relationship between the mechanism that locks the rotation of the steering shaft and the first sensor, the position of the mechanism that detects the rotation of the steering shaft and the second sensor. Relationships may not be optimized. In other words, the detection accuracy of the second sensor may decrease.
  • the arrangement of the first circuit board is determined so as to optimize the positional relationship between the mechanism that locks the rotation of the steering shaft and the first sensor.
  • the arrangement of the second circuit board can be determined independently of the first circuit board so as to optimize the positional relationship between the mechanism for detecting the rotation of the steering shaft and the second sensor.
  • the positional relationship between the first circuit board and the second circuit board may differ for each sensor unit because the arrangement is determined individually, but the difference allows the relative displacement between the first circuit board and the second circuit board.
  • it is absorbed by the connector that electrically connects the two. Therefore, the first circuit board and the second circuit board can share a part of the electrical configuration of the sensor unit through the connector while suppressing the decrease in the detection accuracy of the first sensor and the decrease in the detection accuracy of the second sensor. It can be placed at a short distance.
  • the appearance of the sensor unit is illustrated.
  • the internal configuration of the lock sensor unit in the sensor unit of FIG. 1 is illustrated.
  • the appearance of the angle sensor unit in the sensor unit of FIG. 1 is illustrated.
  • the internal configuration of the angle sensor unit of FIG. 3 is illustrated.
  • the appearance of the second circuit board in the sensor unit of FIG. 1 is illustrated.
  • the connection state of the first circuit board and the second circuit board in the sensor unit of FIG. 1 is illustrated. It is a figure explaining the operation principle of a floating connector structure. It is a figure explaining the operation principle of a floating connector structure.
  • the appearance of the housing in the lock sensor unit of FIG. 2 is illustrated.
  • FIG. 1 illustrates the appearance of the sensor unit 1 according to the embodiment.
  • the sensor unit 1 is configured to be coupled with a steering shaft S used for steering a moving body.
  • Examples of moving objects include vehicles, railroads, ships, aircraft and the like.
  • the sensor unit 1 includes a lock sensor unit 2 and an angle sensor unit 3.
  • the lock sensor unit 2 detects the operating state of the mechanism that locks the rotation of the steering shaft S.
  • the angle sensor unit 3 detects the rotation angle of the steering shaft S.
  • the lock sensor unit 2 includes a housing 21.
  • the housing 21 has a curved surface 211 facing the outer peripheral surface of the steering shaft S.
  • the angle sensor unit 3 includes a first housing 31 and a second housing 32.
  • the first housing 31 and the second housing 32 partition a hole 33 through which the steering shaft S is inserted.
  • the lock sensor unit 2 is provided with a lock bar 22.
  • a state in which the lock bar 22 protrudes from the curved surface 211 is illustrated.
  • the lock bar 22 is configured to engage with a recess formed on the outer peripheral surface of the steering shaft S.
  • the lock bar 22 is displaceable along the radial direction of the steering shaft S.
  • the tip of the lock bar 22 is retracted to a position where it does not protrude from the curved surface 211, the steering shaft S is allowed to rotate.
  • FIG. 2 illustrates the positional relationship of the components of the lock sensor unit 2 housed in the housing 21.
  • the lock sensor unit 2 further includes a motor 23, a transmission mechanism 24, a slider 25, a first circuit board 26, and a first sensor 27.
  • the lock bar 22 is connected to the slider 25.
  • the slider 25 is connected to the shaft 231 of the motor 23 via a transmission mechanism 24.
  • the slider 25 is displaceable along the radial direction of the steering shaft S.
  • a control signal for locking or unlocking the steering shaft S is input from the outside, the shaft 231 of the motor 23 is rotationally driven.
  • the transmission mechanism 24 converts the rotational movement of the shaft 231 into the displacement of the slider 25.
  • the lock bar 22, the motor 23, the transmission mechanism 24, and the slider 25 are examples of mechanisms for locking the rotation of the steering shaft S.
  • the first sensor 27 detects the position of the slider 25.
  • the first sensor 27 includes a first Hall element 271, a second Hall element 272, and a magnet 273.
  • the first Hall element 271 and the second Hall element 272 are mounted on the first main surface 261 of the first circuit board 26.
  • the first circuit board 26 is arranged so that the first main surface 261 is along the displacement direction of the slider 25.
  • the magnet 273 is attached to the slider 25.
  • Each of the first Hall element 271 and the second Hall element 272 is configured to output a detection signal when the magnetic force of the magnet 273 is detected.
  • the first Hall element 271 is arranged at a position facing the magnet 273 when the slider 25 is in the locked position.
  • the second Hall element 272 is arranged so as to face the magnet 273 when the slider 25 is in the unlocked position.
  • the first sensor 27 outputs a detection signal from either the first Hall element 271 or the second Hall element 272, depending on whether the slider 25 is located at the lock position or the unlock position. In other words, the first sensor 27 outputs a signal corresponding to the operating state of the mechanism that locks the rotation of the steering shaft S.
  • the first Hall element 271 and the second Hall element 272 are examples of the signal output unit of the first sensor 27.
  • FIG. 3 illustrates the appearance of the angle sensor unit 3.
  • FIG. 4 illustrates the positional relationship of the components of the angle sensor unit 3 housed in the first housing 31 and the second housing 32.
  • the angle sensor unit 3 further includes a first gear 341, a second gear 342, a third gear 343, a second circuit board 35, and a second sensor 36.
  • FIG. 5 illustrates the appearance of the second circuit board 35.
  • the first gear 341 has a ring shape extending along the edge of the hole 33.
  • An engaging member 341b is provided on the inner peripheral surface 341a of the first gear 341.
  • the engaging member 341b is configured to engage with the outer peripheral surface of the steering shaft S. Therefore, when the steering shaft S rotates, the first gear 341 also rotates.
  • the first gear 341 meshes with the second gear 342.
  • the second gear 342 meshes with the third gear 343. Therefore, when the first gear 341 rotates, the second gear 342 and the third gear 343 also rotate.
  • the first gear 341, the second gear 342, and the third gear 343 are examples of a mechanism for detecting the rotation angle of the steering shaft.
  • the second sensor 36 detects the rotation angle of the steering shaft S.
  • the second sensor 36 includes a first Hall element 361, a second Hall element 362, a first magnet 363, and a second magnet 364.
  • the first magnet 363 is mounted on the second gear 342.
  • the second magnet 364 is mounted on the third gear 343.
  • the first Hall element 361 and the second Hall element 362 are mounted on the first main surface 351 of the second circuit board 35.
  • the second Hall element 35 is arranged such that the first Hall element 361 faces the first magnet 363 and the second Hall element 362 faces the second magnet 364.
  • the first Hall element 361 outputs a detection signal whose strength periodically changes according to the direction of the magnetic poles of the first magnet 363, which changes with the rotation of the second gear 342.
  • the second Hall element 362 outputs a detection signal whose strength periodically changes according to the direction of the magnetic poles of the second magnet 364, which changes with the rotation of the third gear 343.
  • the orientation of the magnetic poles of the first magnet 363 and the orientation of the magnetic poles of the second magnet 364 are determined so that the phases of the detection signal output from the first Hall element 361 and the detection signal output from the second Hall element 362 are different. ing.
  • the strength of the detection signal output from the first Hall element 361 and the strength of the detection signal output from the second Hall element 362 change according to the rotation angle of the first gear 341 engaged with the steering shaft S.
  • the second sensor 36 outputs a signal corresponding to the operating state of the mechanism that detects the rotation of the steering shaft S.
  • the first Hall element 361 and the second Hall element 362 are examples of the signal output unit of the second sensor 36.
  • the sensor unit 1 includes a connector 4.
  • FIG. 6 shows an example of the configuration of the connector 4.
  • the connector 4 electrically connects the first circuit board 26 and the second circuit board 35 while allowing the relative displacement between the first circuit board 26 and the second circuit board 35. That is, the first circuit board 26 and the second circuit board 35 share a part of the electrical configuration in the sensor unit 1.
  • the connector 4 includes a first connector portion 41 and a second connector portion 42.
  • the first connector portion 41 is mounted on the second main surface 262 of the first circuit board 26.
  • the second connector portion 42 is mounted on the second main surface 352 of the second circuit board 35.
  • the first connector portion 41 and the second connector portion 42 are configured to be directly fitted.
  • the first connector portion 41 since the first connector portion 41 has a so-called floating connector structure, the relative displacement between the first circuit board 26 and the second circuit board 35 is allowed.
  • the first connector portion 41 has a first fitting shaft A1
  • the second connector portion 42 has a second fitting shaft A2.
  • the fitting direction of the first connector portion 41 and the second connector portion 42 is along the extending direction of the first fitting shaft A1 and the second fitting shaft A2.
  • the first fitting shaft A1 of the first connector portion 41 and the second fitting shaft A2 of the second connector portion 42 are displaced in a direction intersecting the fitting direction. is there.
  • the first connector portion 41 has a movable portion 411 that can be displaced in a direction intersecting the fitting direction with the second connector portion 42. Due to the displacement of the movable portion 411, as illustrated in FIG. 8, the first fitting shaft A1 and the second fitting shaft A2 are displaced from the first connector portion 41 in the direction intersecting the fitting direction. The direct fitting of the second connector portion 42 can be established.
  • the first sensor 27 for detecting the operating state of the mechanism that locks the rotation of the steering shaft S and the second sensor 36 for detecting the operating state of the mechanism for detecting the rotation angle of the steering shaft S There is a request to place and as close as possible. As one of the measures to meet such a demand, it is conceivable to mount the first Hall element 361 and the second Hall element 362 on the first circuit board 26. However, since the position of the first circuit board 26 is determined based on the positional relationship between the mechanism for locking the rotation of the steering shaft S and the first sensor 27, the mechanism for detecting the rotation of the steering shaft S and the second It may not be possible to optimize the positional relationship with the sensor 36. In other words, the detection accuracy of the second sensor 36 may decrease.
  • the arrangement of the first circuit board 26 is determined so as to optimize the positional relationship between the mechanism for locking the rotation of the steering shaft S and the first sensor 27.
  • the arrangement of the second circuit board 35 can be determined independently of the first circuit board 26 so as to optimize the positional relationship between the mechanism for detecting the rotation of the steering shaft S and the second sensor 36.
  • the positional relationship between the first circuit board 26 and the second circuit board 35 may differ for each sensor unit 1 because the arrangement is determined individually, but the difference is between the first circuit board 26 and the second circuit board 35. It is absorbed by the connector 4 that electrically connects the two while allowing relative displacement.
  • the first circuit board 26 and the second circuit board 35 form a part of the electrical configuration of the sensor unit 1. It can be arranged at a short distance that can be shared through the connector 4.
  • first circuit board 26 and the second circuit board 35 can be electrically connected while allowing the relative displacement between the first circuit board 26 and the second circuit board 35, the first connector portion 41 and the second connector portion The 42 may be connected by a flat flexible cable.
  • the first connector portion 41 has a floating connector structure as in the present embodiment, the first connector portion 41 can be directly fitted with the second connector portion 42, and the first circuit board 26 and the second circuit board 35 can be directly fitted. Can be brought closer.
  • the floating connector structure may be provided by the second connector portion 42 instead of the first connector portion 41.
  • the circuit 37 that processes the signal output from the second sensor 36 is mounted on the first circuit board 26. That is, the signals output from the first Hall element 361 and the second Hall element 362 are sent to the processing circuit on the first circuit board 26 through the connector 4 and used for processing.
  • the circuit elements mounted on the second circuit board 35 can be minimized, so that the size of the angle sensor unit 3 can be suppressed.
  • the range of electrical elements shared by the first circuit board 26 and the second circuit board 35 can be determined as appropriate.
  • the first sensor 27 is a magnetic sensor.
  • the sensor elements can be easily integrated on the first circuit board 26, and the size of the lock sensor unit 2 can be suppressed.
  • an appropriate configuration such as an optical sensor or a mechanical switch can be adopted.
  • the second sensor 36 is a magnetic sensor.
  • the sensor elements can be easily integrated on the second circuit board 35, and the size of the angle sensor unit 3 can be suppressed.
  • an appropriate configuration such as an optical sensor or a mechanical switch can be adopted.
  • the housing 21 of the lock sensor unit 2 has a housing portion 212 for accommodating the second circuit board 35 of the angle sensor unit 3.
  • the housing 21 accommodates the first circuit board 26 and the second circuit board 35.
  • the relative displacement between the first circuit board 26 and the second circuit board 35 after being connected by the connector 4 can be suppressed. Therefore, the decrease in the detection accuracy of the first sensor 27 and the decrease in the detection accuracy of the second sensor 36 can be further suppressed.

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Abstract

第一回路基板（２６）には、ステアリングシャフトの回転をロックする機構の動作状態に対応する信号を出力する第一センサ（２７）の信号出力部が搭載されている。第二回路基板（３５）には、ステアリングシャフトの回転角度を検出する機構の動作状態に対応する信号を出力する第二センサ（３６）の信号出力部が搭載されている。コネクタ（４）は、第一回路基板（２６）と第二回路基板（３５）との相対変位を許容しつつ、第一回路基板（２６）と第二回路基板（３５）を電気的に接続している。

Description

センサユニット
　本開示は、移動体の操舵に使用されるステアリングシャフトと結合されるセンサユニットに関連する。
　日本国特許出願公開２０００－２１１４４０号公報は、ステアリングロック機構と操舵角センサがステアリングシャフトと結合される構成を開示している。日本国特許出願公開２０１１－２１８９４７号公報は、ステアリングロック機構の動作状態を検出するセンサを開示している。部品点数削減や構造の小型化の観点から、検出対象が異なる二つのセンサをできるだけ近くに配置したいという要請がある。
　検出対象が異なる二つのセンサをできるだけ近くに配置したいという要請に応えつつも、各センサの検出精度の低下を抑制することが求められている。
　上記の要求に応えるための一態様は、移動体の操舵に使用されるステアリングシャフトと結合されるセンサユニットであって、
　前記ステアリングシャフトの回転をロックする機構の動作状態に対応する信号を出力する第一センサの信号出力部が搭載されている第一回路基板と、
　前記ステアリングシャフトの回転角度を検出する機構の動作状態に対応する信号を出力する第二センサの信号出力部が搭載されている第二回路基板と、
　前記第一回路基板と前記第二回路基板との相対変位を許容しつつ前記第一回路基板と前記第二回路基板を電気的に接続しているコネクタと、
を備えている。
　前述のように、ステアリングシャフトの回転をロックする機構の動作状態を検出するための第一センサと、ステアリングシャフトの回転角度を検出する機構の動作状態を検出するための第二センサとを、できるだけ近くに配置したいという要請がある。このような要請に応えるための方策の一つとして、第二センサの出力部も第一回路基板上に搭載することが考えられる。しかしながら、第一回路基板の位置は、ステアリングシャフトの回転をロックする機構と第一センサとの位置関係に基づいて定められているので、ステアリングシャフトの回転を検出する機構と第二センサとの位置関係を最適化できない場合がある。換言すると、第二センサの検出精度が低下する場合がある。
　上記のような構成によれば、第一回路基板の配置は、ステアリングシャフトの回転をロックする機構と第一センサとの位置関係を最適化するように定められる。他方、第二回路基板の配置は、ステアリングシャフトの回転を検出する機構と第二センサとの位置関係を最適化するように、第一回路基板とは独立して定められうる。個別に配置が定められることにより、第一回路基板と第二回路基板の位置関係はセンサユニットごとに異なりうるが、当該差異は、第一回路基板と第二回路基板との相対変位を許容しつつ両者を電気的に接続するコネクタによって吸収される。したがって、第一センサの検出精度の低下と第二センサの検出精度の低下を抑制しつつも、センサユニットの電気的構成の一部を第一回路基板と第二回路基板がコネクタを通じて共有可能な程度の近距離に配置できる。
一実施形態に係るセンサユニットの外観を例示している。 図１のセンサユニットにおけるロックセンサユニットの内部構成を例示している。 図１のセンサユニットにおけるアングルセンサユニットの外観を例示している。 図３のアングルセンサユニットの内部構成を例示している。 図１のセンサユニットにおける第二回路基板の外観を例示している。 図１のセンサユニットにおける第一回路基板と第二回路基板の接続状態を例示している。 フローティングコネクタ構造の動作原理を説明する図である。 フローティングコネクタ構造の動作原理を説明する図である。 図２のロックセンサユニットにおけるハウジングの外観を例示している。
　添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。
　図１は、一実施形態に係るセンサユニット１の外観を例示している。センサユニット１は、移動体の操舵に使用されるステアリングシャフトＳと結合されるように構成されている。移動体の例としては、車両、鉄道、船舶、航空機などが挙げられる。
　センサユニット１は、ロックセンサユニット２とアングルセンサユニット３を備えている。ロックセンサユニット２は、ステアリングシャフトＳの回転をロックする機構の動作状態を検出する。アングルセンサユニット３は、ステアリングシャフトＳの回転角度を検出する。
　ロックセンサユニット２は、ハウジング２１を備えている。ハウジング２１は、ステアリングシャフトＳの外周面と対向する湾曲面２１１を有している。
　アングルセンサユニット３は、第一ハウジング３１と第二ハウジング３２を備えている。第一ハウジング３１と第二ハウジング３２は、ステアリングシャフトＳが挿通される穴３３を区画している。
　ロックセンサユニット２は、ロックバー２２を備えている。図１においては、ロックバー２２が湾曲面２１１から突出した状態が例示されている。この状態において、ロックバー２２は、ステアリングシャフトＳの外周面に形成された凹部と係合するように構成されている。ロックバー２２が凹部と係合することにより、ステアリングシャフトＳの回転が不能とされる。ロックバー２２は、ステアリングシャフトＳの径方向に沿って変位可能とされている。ロックバー２２の先端が湾曲面２１１から突出しない位置まで退避すると、ステアリングシャフトＳの回転が許容される。
　図２は、ハウジング２１内に収容されているロックセンサユニット２の構成要素の位置関係を例示している。ロックセンサユニット２は、モータ２３、伝達機構２４、スライダ２５、第一回路基板２６、および第一センサ２７をさらに備えている。
　ロックバー２２は、スライダ２５と連結されている。スライダ２５は、伝達機構２４を介してモータ２３のシャフト２３１と連結されている。スライダ２５は、ステアリングシャフトＳの径方向に沿って変位可能とされている。ステアリングシャフトＳのロックまたはロック解除を行なうための制御信号が外部より入力されると、モータ２３のシャフト２３１が回転駆動される。伝達機構２４は、シャフト２３１の回転運動をスライダ２５の変位に変換する。ロックバー２２、モータ２３、伝達機構２４、およびスライダ２５は、ステアリングシャフトＳの回転をロックする機構の一例である。
　ステアリングシャフトＳのロックを行なうための制御信号が入力されると、スライダ２５がステアリングシャフトＳに接近する変位を行なうようにモータ２３が駆動される。これにより、ロックバー２２の先端がハウジング２１の湾曲面２１１から突出する。このときのスライダ２５の位置を、ロック位置と称する。ステアリングシャフトＳのロック解除を行なうための制御信号が入力されると、スライダ２５がステアリングシャフトＳから離れる変位を行なうようにモータ２３が駆動される。これにより、ロックバー２２の先端が湾曲面２１１から突出しない位置まで退避する。このときのスライダ２５の位置を、ロック解除位置と称する。
　第一センサ２７は、スライダ２５の位置を検出する。第一センサ２７は、第一ホール素子２７１、第二ホール素子２７２、および磁石２７３を含んでいる。第一ホール素子２７１と第二ホール素子２７２は、第一回路基板２６の第一主面２６１に搭載されている。第一回路基板２６は、第一主面２６１がスライダ２５の変位方向に沿うように配置されている。磁石２７３は、スライダ２５に装着されている。
　第一ホール素子２７１と第二ホール素子２７２の各々は、磁石２７３の磁力を検出すると検出信号を出力するように構成されている。第一ホール素子２７１は、スライダ２５がロック位置にあるときに磁石２７３と対向する位置に配置されている。第二ホール素子２７２は、スライダ２５がロック解除位置にあるときに磁石２７３と対向するように配置されている。
　したがって、第一センサ２７は、スライダ２５がロック位置とロック解除位置のいずれに位置しているのかに応じて、第一ホール素子２７１と第二ホール素子２７２のいずれから検出信号を出力する。換言すると、第一センサ２７は、ステアリングシャフトＳの回転をロックする機構の動作状態に対応する信号を出力する。第一ホール素子２７１と第二ホール素子２７２は、第一センサ２７の信号出力部の一例である。
　図３は、アングルセンサユニット３の外観を例示している。図４は、第一ハウジング３１と第二ハウジング３２内に収容されているアングルセンサユニット３の構成要素の位置関係を例示している。
　アングルセンサユニット３は、第一ギア３４１、第二ギア３４２、第三ギア３４３、第二回路基板３５、および第二センサ３６をさらに備えている。図５は、第二回路基板３５の外観を例示している。
　図４に例示されるように、第一ギア３４１は、穴３３の縁に沿って延びる環形状を有している。第一ギア３４１の内周面３４１ａには係合部材３４１ｂが設けられている。係合部材３４１ｂは、ステアリングシャフトＳの外周面と係合するように構成されている。したがって、ステアリングシャフトＳが回転すると、第一ギア３４１もまた回転する。
　第一ギア３４１は、第二ギア３４２と噛合している。第二ギア３４２は、第三ギア３４３と噛合している。したがって、第一ギア３４１が回転すると、第二ギア３４２と第三ギア３４３もまた回転する。第一ギア３４１、第二ギア３４２、および第三ギア３４３は、ステアリングシャフトの回転角度を検出する機構の一例である。
　第二センサ３６は、ステアリングシャフトＳの回転角度を検出する。第二センサ３６は、第一ホール素子３６１、第二ホール素子３６２、第一磁石３６３、および第二磁石３６４を含んでいる。
　図４に例示されるように、第一磁石３６３は、第二ギア３４２に装着されている。第二磁石３６４は、第三ギア３４３に装着されている。図５に例示されるように、第一ホール素子３６１と第二ホール素子３６２は、第二回路基板３５の第一主面３５１に搭載されている。図３に例示された状態において、第二回路基板３５は、第一ホール素子３６１が第一磁石３６３と対向し、第二ホール素子３６２が第二磁石３６４と対向するように配置されている。
　第一ホール素子３６１は、第二ギア３４２の回転に伴って変化する第一磁石３６３の磁極の向きに応じて強度が周期的に変化する検出信号を出力する。第二ホール素子３６２は、第三ギア３４３の回転に伴って変化する第二磁石３６４の磁極の向きに応じて強度が周期的に変化する検出信号を出力する。第一磁石３６３の磁極の向きと第二磁石３６４の磁極の向きは、第一ホール素子３６１から出力される検出信号と第二ホール素子３６２から出力される検出信号の位相が異なるように定められている。
　したがって、ステアリングシャフトＳに係合された第一ギア３４１の回転角度に応じて、第一ホール素子３６１から出力される検出信号の強度と第二ホール素子３６２から出力される検出信号の強度が変化する。換言すると、第二センサ３６は、ステアリングシャフトＳの回転を検出する機構の動作状態に対応する信号を出力する。第一ホール素子３６１と第二ホール素子３６２は、第二センサ３６の信号出力部の一例である。
　図２に例示されるように、センサユニット１は、コネクタ４を備えている。図６は、コネクタ４の構成の一例を示している。コネクタ４は、第一回路基板２６と第二回路基板３５との相対変位を許容しつつ、第一回路基板２６と第二回路基板３５を電気的に接続している。すなわち、第一回路基板２６と第二回路基板３５は、センサユニット１における電気的構成の一部を共有している。
　より具体的には、コネクタ４は、第一コネクタ部４１と第二コネクタ部４２を備えている。第一コネクタ部４１は、第一回路基板２６の第二主面２６２に搭載されている。第二コネクタ部４２は、第二回路基板３５の第二主面３５２に搭載されている。第一コネクタ部４１と第二コネクタ部４２は直接的に嵌合するように構成されている。本実施形態においては、第一コネクタ部４１がいわゆるフローティングコネクタ構造を有することにより、第一回路基板２６と第二回路基板３５との相対変位が許容されている。
　図７に例示されるように、第一コネクタ部４１は第一嵌合軸Ａ１を有しており、第二コネクタ部４２は、第二嵌合軸Ａ２を有している。第一コネクタ部４１と第二コネクタ部４２の嵌合方向は、第一嵌合軸Ａ１と第二嵌合軸Ａ２の延びる向きに沿っている。しかしながら、同図に示されるように、第一コネクタ部４１の第一嵌合軸Ａ１と第二コネクタ部４２の第二嵌合軸Ａ２が、嵌合方向と交差する向きにずれている場合がある。
　本実施形態に係る第一コネクタ部４１は、第二コネクタ部４２との嵌合方向と交差する向きに変位可能な可動部４１１を有している。可動部４１１が変位することにより、図８に例示されるように、第一嵌合軸Ａ１と第二嵌合軸Ａ２が嵌合方向と交差する向きにずれたままでも第一コネクタ部４１と第二コネクタ部４２の直接的嵌合を成立させることができる。
　前述のように、ステアリングシャフトＳの回転をロックする機構の動作状態を検出するための第一センサ２７と、ステアリングシャフトＳの回転角度を検出する機構の動作状態を検出するための第二センサ３６とを、できるだけ近くに配置したいという要請がある。このような要請に応えるための方策の一つとして、第一ホール素子３６１と第二ホール素子３６２も第一回路基板２６上に搭載することが考えられる。しかしながら、第一回路基板２６の位置は、ステアリングシャフトＳの回転をロックする機構と第一センサ２７との位置関係に基づいて定められているので、ステアリングシャフトＳの回転を検出する機構と第二センサ３６との位置関係を最適化できない場合がある。換言すると、第二センサ３６の検出精度が低下する場合がある。
　上記のような構成によれば、第一回路基板２６の配置は、ステアリングシャフトＳの回転をロックする機構と第一センサ２７との位置関係を最適化するように定められる。他方、第二回路基板３５の配置は、ステアリングシャフトＳの回転を検出する機構と第二センサ３６との位置関係を最適化するように、第一回路基板２６とは独立して定められうる。個別に配置が定められることにより、第一回路基板２６と第二回路基板３５の位置関係はセンサユニット１ごとに異なりうるが、当該差異は、第一回路基板２６と第二回路基板３５との相対変位を許容しつつ両者を電気的に接続するコネクタ４によって吸収される。したがって、第一センサ２７の検出精度の低下と第二センサ３６の検出精度の低下を抑制しつつも、センサユニット１の電気的構成の一部を第一回路基板２６と第二回路基板３５がコネクタ４を通じて共有可能な程度の近距離に配置できる。
　第一回路基板２６と第二回路基板３５との相対変位を許容しつつ第一回路基板２６と第二回路基板３５を電気的に接続できるのであれば、第一コネクタ部４１と第二コネクタ部４２の間は、フラットフレキシブルケーブルによって接続されてもよい。
　しかしながら、本実施形態のように第一コネクタ部４１がフローティングコネクタ構造を有することによって、第二コネクタ部４２との直接的な嵌合が可能とされ、第一回路基板２６と第二回路基板３５をより近づけることができる。
　フローティングコネクタ構造は、第一コネクタ部４１に代えて第二コネクタ部４２が有していてもよい。
　図２に例示されるように、本実施形態においては、第二センサ３６から出力された信号を処理する回路３７は、第一回路基板２６に搭載されている。すなわち、第一ホール素子３６１と第二ホール素子３６２から出力された信号は、コネクタ４を通じて第一回路基板２６上の処理回路へ送られ、処理に供される。
　このような構成によれば、第二回路基板３５に搭載される回路要素を必要最小限にできるので、アングルセンサユニット３の大型化を抑制できる。しかしながら、第一回路基板２６と第二回路基板３５により共有される電気的要素の範囲は、適宜に定められうる。
　本実施形態においては、第一センサ２７は、磁気センサである。この場合、センサ素子を第一回路基板２６上に集約しやすく、ロックセンサユニット２の大型化を抑制できる。しかしながら、ステアリングシャフトＳの回転をロックする機構の動作状態を検出できるのであれば、光学センサや機械式スイッチなどの適宜の構成が採用されうる。
　本実施形態においては、第二センサ３６は、磁気センサである。この場合、センサ素子を第二回路基板３５上に集約しやすく、アングルセンサユニット３の大型化を抑制できる。しかしながら、ステアリングシャフトＳの回転を検出する機構の動作状態を検出できるのであれば、光学センサや機械式スイッチなどの適宜の構成が採用されうる。
　本実施形態においては、図９に例示されるように、ロックセンサユニット２のハウジング２１が、アングルセンサユニット３の第二回路基板３５を収容する収容部２１２を有している。換言すると、ハウジング２１は、第一回路基板２６と第二回路基板３５を収容する。
　このような構成によれば、コネクタ４によって接続された後の第一回路基板２６と第二回路基板３５との相対変位を抑制できる。したがって、第一センサ２７の検出精度の低下と第二センサ３６の検出精度の低下をさらに抑制できる。
　上記の実施形態は、本開示の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本開示の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。
　本開示の一部を構成するものとして、２０１９年６月２１日に提出された日本国特許出願２０１９－１１５４０３号の内容が援用される。

Claims (5)

  1. 　移動体の操舵に使用されるステアリングシャフトと結合されるセンサユニットであって、
    　前記ステアリングシャフトの回転をロックする機構の動作状態に対応する信号を出力する第一センサの信号出力部が搭載されている第一回路基板と、
    　前記ステアリングシャフトの回転角度を検出する機構の動作状態に対応する信号を出力する第二センサの信号出力部が搭載されている第二回路基板と、
    　前記第一回路基板と前記第二回路基板との相対変位を許容しつつ前記第一回路基板と前記第二回路基板を電気的に接続しているコネクタと、
    を備えている、
    センサユニット。
  2. 　前記コネクタは、
    　　前記第一回路基板に搭載された第一コネクタ部と、
    　　前記第二回路基板に搭載された第二コネクタ部と、
    を含んでおり、
    　前記第一コネクタ部と前記第二コネクタ部の一方は、他方との嵌合方向と交差する向きに変位可能な可動部を有している、
    請求項１に記載のセンサユニット。
  3. 　前記第二センサから出力された信号を処理する回路は、前記第一回路基板に搭載されている、
    請求項１または２に記載のセンサユニット。
  4. 　前記第一センサと前記第二センサとの少なくとも一方は、磁気センサである、
    請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサユニット。
  5. 　前記第一回路基板と前記第二回路基板を収容する共通のハウジングを備えている、
    請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサユニット。
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