(57)【要約】【課題】  騒音の低減化が図れる回転コネクタと舵角センサの連結構造を提供すること。【解決手段】  回転コネクタ１の第１ロータ部材（ロータハウジング）４と舵角センサ２の第２ロータ部材（回転部材）１２との連結構造において、第１ロータ部材４の内周部に下方へ延びる複数の弾性片９ｄを設けると共に、第２ロータ部材１２の内周部に弾性片９ｄの係合孔９ｅに嵌入される係合突起１２ｃを設け、対応する弾性片９ｄと係合突起１２ｃとをスナップ結合させる。組立時に回転コネクタ１のステータ部材３と舵角センサ２の固定部材１３とを連結固定すると、両ロータ部材４，１２の間隔が狭まって各弾性片９ｄに撓み変形が生じるため、弾性片９ｄの舌部９ｆは係合突起１２ｃに弾性的に圧接され、両ロータ部材４，１２が軸線方向と径方向とに弾性付勢された状態となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに連動して回転する中空軸構造で合成樹脂製の第１ロータ部材を有し、この第１ロータ部材がステータ部材に回転可能に支持されている回転コネクタと、中空軸部の外周面にコード板を設けた第２ロータ部材を有し、この第２ロータ部材が固定部材に回転可能に支持されている舵角センサとを備え、
前記第１ロータ部材の内周部に前記第２ロータ部材の前記中空軸部の内周面に沿って下方へ延びる複数の弾性片を設けると共に、前記中空軸部の内周面に前記弾性片と係合する係合部を設け、前記ステータ部材と前記固定部材とを連結固定することにより、前記弾性片が撓み変形した状態で前記係合部に係止されるように構成したことを特徴とする回転コネクタと舵角センサの連結構造。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記弾性片が前記中空軸部の内周面の円周方向に沿って略等間隔位置に複数配置されていると共に、少なくとも１つの前記弾性片が前記第２ロータ部材の回転方向に位置決めされていることを特徴とする回転コネクタと舵角センサの連結構造。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記弾性片に係合孔と該係合孔の上縁から斜め下方へ延びる舌部とが形成されていると共に、前記中空軸部の内周面に前記係合部として前記係合孔に嵌入される係合突起が形成されており、この係合突起に前記弾性片をスナップ結合させることによって前記舌部が該係合突起に弾接するようにしたことを特徴とする回転コネクタと舵角センサの連結構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記第２ロータ部材が前記中空軸部の外周面に前記コード板を一体成形した合成樹脂成形品であることを特徴とする回転コネクタと舵角センサの連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のステアリング装置に組み込まれて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回転コネクタとステアリングホイールの回転情報検出手段である舵角センサとの連結構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、ステアリングホイールに連動してロータ部材を回転させることにより、可撓性ケーブルが環状空間内で巻き締めまたは巻き戻されるようになっている。ここで、回転コネクタのロータ部材とステータ部材間には比較的大きな遊び（回転軸と直交する面内方向のクリアランス）が確保されており、これによりステアリングホイールに連動してロータ部材が安定的に回転できるようになっている。一方、舵角センサは、固定部材に対してコード板を有するロータ部材を回転自在に連結すると共に、この固定部材の内部にフォトインタラプタ等を収納したものであり、ステアリングホイールに連動してロータ部材とコード板を回転させることにより、フォトインタラプタから回転量の検出信号が出力されるようになっている。ここで、舵角センサのロータ部材は固定部材に対して遊びの少ない状態で支持する必要があり、これによりロータ部材に一体化されたコード板の軸線方向（アキシャル方向）と径方向（ラジアル方向）のガタが抑制されるため、フォトインタラプタから安定した検出信号が出力されるようになっている。
【０００３】
従来より、このような回転コネクタと舵角センサとを予めユニット化しておき、このユニット体をステアリング装置へ組み込むことにより、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技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
かかる従来技術では、回転コネクタのロータ部材（第１ロータ部材）と舵角センサのロータ部材（第２ロータ部材）のいずれか一方に突起が設けられると共に、いずれか他方に径方向へ延びる長孔が設けられており、回転コネクタと舵角センサとをユニット化する場合は、第１および第２ロータ部材間にコイルばねを介在させた状態で前記突起を長孔に係合させることにより、第１および第２ロータ部材を同軸上で連結すると共に、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で固定するようにしている。そして、このユニット体をステアリング装置へ組み込む場合は、第１および第２ロータ部材をステアリングシャフトに挿通した後、上段側に位置する回転コネクタの第１ロータ部材にステアリングホイールが連結されるようになっている。
【０００５】
使用に際し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第１ロータ部材と舵角センサの第２ロータ部材とが一体的に回転するため、回転コネクタの可撓性ケーブルが環状空間内で巻き締め／巻き戻されると共に、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。この場合、比較的大きな遊びを必要とする回転コネクタの第１ロータ部材と、極力遊びを小さくする必要のある舵角センサの第２ロータ部材とは、一方のロータ部材に設けられた突起が他方のロータ部材に設けられた長孔に係合した状態で連結されており、互いの中心軸のズレが突起と長孔の係合によって吸収されるため、第１ロータ部材と第２ロータ部材は滑らかに回転することができる。また、第１ロータ部材と第２ロータ部材とは両者間に介在されたコイルばねによって互いに離反する方向へ弾性付勢されているため、舵角センサの第２ロータ部材に一体化されたコード板の軸線方向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。
【特許文献１】特開平１１−１３５２２１号公報（第４−６頁、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、従来の回転コネクタと舵角センサの連結構造では、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ばねを介在させているため、コイルばねによって両ロータ部材間の軸線方向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、コイルばねを介在させた状態で両ロータ部材を連結する必要があるため、回転コネクタと舵角センサをユニット化する際の組立作業性が悪いという問題があると共に、自動車の走行中にコイルばね自体が振動してばね鳴きと呼ばれる異音を発生するという問題があった。
【０００７】
また、前述した従来技術においては、舵角センサのロータ部材を上下両端に鍔部を有する２つの分割体で構成し、コード板を挟んで両分割体を一体化してロータ部材となすことにより、固定部材である上カバーと下カバーの各ガイド孔にロータ部材が回転可能に支持されるようになっているため、コード板とロータ部材の一体品を構成するのに最低でも３つの部材（コード板と一対の分割体）が必要であり、舵角センサの部品点数が増加してコストアップを招来するという問題もあった。
【０００８】
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、騒音の低減化が図れる回転コネクタと舵角センサの連結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明による回転コネクタと舵角センサの連結構造は、ステアリングホイールに連動して回転する中空軸構造で合成樹脂製の第１ロータ部材を有し、この第１ロータ部材がステータ部材に回転可能に支持されている回転コネクタと、中空軸部の外周面にコード板を設けた第２ロータ部材を有し、この第２ロータ部材が固定部材に回転可能に支持されている舵角センサとを備え、前記第１ロータ部材の内周部に前記第２ロータ部材の前記中空軸部の内周面に沿って下方へ延びる複数の弾性片を設けると共に、前記中空軸部の内周面に前記弾性片と係合する係合部を設け、前記ステータ部材と前記固定部材とを連結固定することにより、前記弾性片が撓み変形した状態で前記係合部に係止されるように構成した。
【００１０】
このような構成によれば、第１ロータ部材に設けられた弾性片と第２ロータ部材に設けられた係合部とを係合させることによって両ロータ部材が連結されることになるが、組立時に回転コネクタのステータ部材と舵角センサの固定部材とを連結固定して第１ロータ部材と第２ロータ部材との間隔を狭めると、第１ロータ部材の各弾性片に撓み変形が生じるため、この撓み変形によって両ロータ部材が互いに離反する方向へ弾性付勢されると共に、両ロータ部材の中心軸のズレが許容されることになる。また、弾性片が回転方向にガタを生じないように係合部で規制しておけば、第１および第２ロータ部材を回転方向に位置決めすることができる。したがって、これら両ロータ部材間のガタ付きを抑えて舵角センサから安定した検出信号が得られると共に、比較的大きな遊びを必要とする回転コネクタを高精度な舵角センサと連結しつつ両ロータ部材をそれぞれ滑らかに回動させることができる。しかも、ガタ付き防止用のコイルばねが不要なため、ばね鳴きと呼ばれる振動音をなくして騒音の低減化が実現できる。
【００１１】
上記の構成において、第１ロータ部材の弾性片が第２ロータ部材の中空軸部の内周面の円周方向に沿って略等間隔位置に複数配置されていると共に、少なくとも１つの弾性片が第２ロータ部材の回転方向に位置決めされていると、各弾性片の撓み変形による付勢力がバランス良く分散されるのみならず、第１および第２ロータ部材が回転方向にガタを生じにくくなって舵角センサの検出精度が向上するため好ましい。
【００１２】
また、上記の構成において、第１ロータ部材の弾性片に係合孔と該係合孔の上縁から斜め下方へ延びる舌部とが形成されていると共に、第２ロータ部材の中空軸部の内周面に前記係合部として前記係合孔に嵌入される係合突起が形成されており、この係合突起に前記弾性片をスナップ結合させることによって前記舌部が該係合突起に弾接するようにしてあると、回転コネクタのステータ部材と舵角センサの固定部材とを連結固定することによって生じる弾性片の撓み変形で舌部を確実に係合突起に圧接させることができ、その弾発力の分力と反力で第１および第２ロータ部材が軸線方向と径方向とに弾性付勢されることになるため、両ロータ部材を互いに離反する方向へ確実に弾性付勢することができ、かつ、両ロータ部材の中心軸のズレも確実に許容されることになって好ましい。
【００１３】
また、上記の構成において、第２ロータ部材が中空軸部の外周面にコード板を一体成形した合成樹脂成形品であると、部品点数や組立工数を削減して低コスト化が図れるため好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による回転コネクタと舵角センサの連結構造は、第１ロータ部材に設けられた弾性片と第２ロータ部材に設けられた係合部とを係合させることによって両ロータ部材を連結するというものであり、この弾性片に撓み変形を生じさせることによって第１および第２ロータ部材が互いに離反する方向へ弾性付勢され、かつ、両ロータ部材の中心軸のズレが許容されるようになっているため、両ロータ部材間のガタ付きを抑えて舵角センサから安定した検出信号が得られると共に、比較的大きな遊びを必要とする回転コネクタを高精度な舵角センサと連結しつつ両ロータ部材をそれぞれ滑らかに回動させることができる。また、ガタ付き防止用のコイルばねが不要なため、ばね鳴きと呼ばれる振動音をなくして騒音の低減化が実現でき。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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回転コネクタと舵角センサの連結ユニットを示す断面図、図２は該連結ユニットの分解斜視図、図３は該連結ユニットに備えられる回転コネクタ側の下部ロータを示す底面図、図４は該下部ロータの断面図、図５は該下部ロータと舵角センサ側の回転部材との連結部位を示す要部説明図である。
【００１６】
本実施形態例に係る連結ユニットは回転コネクタ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。
【００１７】
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、第１ロータ部材である中空軸構造のロータハウジング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の間に画成される環状空間１０内に収納・巻回された可撓性ケ−ブル５とを備えている。ステータハウジング３は、円筒状の外筒ケース６と、この外筒ケース６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、これら外筒ケース６および底板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の上端から外方へ向かって円環状の上板部８ｂを延出させた上部ロータ８と、この上部ロータ８の内筒部８ａにスナップ結合されて一体的に回転する下部ロータ９とで構成されており、これら上部ロータ８および下部ロータ９も合成樹脂で成形されている。また、下部ロータ９には、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円環状の下板部９ｃと、中空状筒体９ｂの上下両端の間の適宜位置から下方へ向かって延出する短冊状の２つの弾性片９ｄとが設けられており、これら２つの弾性片９ｄは中空状筒体９ｂの円周方向に沿って１８０度離れた位置に形成されて対向している。なお、各弾性片９ｄの先端部（下端部）には、係合孔９ｅと、この係合孔９ｅの上縁から斜め下方へ延びる舌部９ｆとが形成されている
この回転コネクタ１のロータハウジング４は、中空状筒体９ｂのスナップ爪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上部ロータ８と下部ロータ９とが一体化されており、図１に示すように、上板部８ｂの外縁部を外筒ケース６の上端部に摺接させ、かつ、下板部９ｃの外縁部を底板７の下面に摺接させた状態で、ロータハウジング４がステータハウジング３に回転自在に支持されている。そして、ステータハウジング３側の外筒ケース６やロータハウジング４側の上部ロータ８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−ブル５が例えば渦巻き状（あるいは途中で巻回方向を逆にした反転状）に巻回されて収納されている。なお、この可撓性ケ−ブル５の両端は外筒ケース６と上部ロータ８の内筒部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。
【００１８】
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、第２ロータ部材である回転部材１２と、この回転部材１２を回転自在に支持する固定部材１３と、フォトインタラプタ１４を実装して固定部材１３の内部に組み込まれた回路基板１５とを備えている。回転部材１２は、円筒状の中空軸部１２ａと、この中空軸部１２ａの外周面の中央付近から外方へ突出する円環状のコード板１２ｂとで構成されており、これら中空軸部１２ａとコード板１２ｂは合成樹脂で一体成形されている。また、中空軸部１２ａの内周面には、円周方向に沿って１８０度離れた２箇所に下部ロータ９の弾性片９ｄの係合孔９ｅに嵌入される係合突起１２ｃが形成されており、これら係合突起１２ｃに弾性片９ｄをスナップ結合させると、図１に示すように弾性片９ｄの舌部９ｆが係合突起１２ｃの傾斜面に弾接するようになっている。すなわち、この回転部材１２は、内周面に設けた係合突起１２ｃに下部ロータ９の弾性片９ｄをスナップ結合させることによって、回転コネクタ１のロータハウジング４に連結されている。また、２つの係合突起１２ｃのうちの１つは対応する弾性片９ｄの係合孔９ｅと同等の幅寸法に設定されており、スナップ結合させた両者１２ｃ，９ｄが回転方向にガタを生じないようになっている。なお、後述するように、ステータハウジング３と固定部材１３とが連結固定されると、ロータハウジング４と回転部材１２との間隔が若干狭まるため、弾性片９ｄは撓み変形して舌部９ｆが係合突起１２ｃの傾斜面に強く圧接される。
【００１９】
舵角センサ２の固定部材１３は互いに接合・一体化された上カバー１６と下カバー１７とからなり、これら上カバー１６と下カバー１７はいずれも合成樹脂で成形されている。この固定部材１３に組み込まれたフォトインタラプタ１４は図示せぬ発光素子と受光素子とを有する光学素子であり、これら発光素子と受光素子は凹部１４ａを介して対向している。なお、回転部材１２のコード板１２ｂには円周方向に沿って多数の遮光部１２ｄが所定の間隔で形成されており、回転部材１２の回転に伴ってこれらの遮光部１２ｄがフォトインタラプタ１４の凹部１４ａ内を通過するようになっている。これにより、発光素子から受光素子へ向かう光が凹部１４ａ内で遮断されてロー信号とハイ信号が交互に出力されるため、この出力信号に基づいて回転部材１２の回転情報を検出することができる。
【００２０】
組立に際しては、回転コネクタ１のロータハウジング４と舵角センサ２の回転部材１２を弾性片９ｄおよび係合突起１２ｃを介して連結した後、上カバー１６と底板７をねじ止めやスナップ結合等の手段を用いて固定することにより、回転コネクタ１のステータハウジング３と舵角センサ２の固定部材１３とが一体化される。こうしてステータハウジング３と固定部材１３とが連結固定されると、ロータハウジング４と回転部材１２との間隔が若干狭まるため、図５に示すように、弾性片９ｄが係合突起１２ｃにスナップ結合された状態で、舌部９ｆが係合突起１２ｃの傾斜面に弾性的に強く圧接された状態となる。したがって、各弾性片９ｄが撓み変形して生起される弾発力の分力と反力とによって、下部ロータ９および中空軸部１２ａが軸線方向と径方向とに弾性付勢されることになる。すなわち、弾性片９ｄは、ステータハウジング３と固定部材１３とが連結固定されるときに、撓み変形しつつ舌部９ｆが係合突起１２ｃの傾斜面に圧接されるような長さに設定されている。その結果、下部ロータ９と中空軸部１２ａが互いに離反する方向へ弾性付勢されるため、下部ロータ９の下板部９ｃがステータハウジング３をなす底板７の下面に対して上方へ向けて当接され、かつ、回転部材１２が下カバー１７の内径側上端部に対して下方へ向けて当接されるので、弾性片９ｄおよび係合突起１２ｃを介して連結されている下部ロータ９と中空軸部１２ａとの間に軸線方向のガタが生じる虞は少ない。また、撓み変形している弾性片９ｄの弾性によって下部ロータ９は中空軸部１２ａに対し径方向へ若干量移動可能となるため、これら下部ロータ９と中空軸部１２ａは中心軸のズレが許容された状態で連結されることになる。さらに、２つの係合突起１２ｃのうちの１つが対応する弾性片９ｄの係合孔９ｅ内で回転方向にガタが生じないように寸法設定されているため、下部ロータ９の回転は中空軸部１２ａに確実に伝達されることになる。
【００２１】
このように回転コネクタ１と舵角センサ２を上下２段に積層・一体化して構成される連結ユニットは、そのまま自動車のステアリング装置に組み込むことができる。かかるステアリング装置への組み付けに際しては、回転部材１２の中央貫通孔とロータハウジング４の中央貫通孔にステアリングシャフトを挿通した後、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１３を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の上部ロータ８に立設された図示せぬ連結ピンをステアリングホイールに連結すればよい。
【００２２】
また、使用に際して運転者がステアリングホイールを時計回りまたは反時計回りに回転操作すると、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１２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−ブル５が巻き締めあるいは巻き戻し動作され、舵角センサ２については、コード板１２ｂを有する回転部材１２が回転することによってフォトインタラプタ１４から回転量の検出信号が出力される。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態例に係る回転コネクタ１と舵角センサ２の連結構造においては、下部ロータ９に設けられた弾性片９ｄと中空軸部１２ａに設けられた係合突起１２ｃとをスナップ結合させることによってロータハウジング４と回転部材１２とを連結しており、組立時に各弾性片９ｄに撓み変形を生じさせることによって、ロータハウジング４と回転部材１２が互いに離反する方向へ弾性付勢されて軸線方向のガタが抑えられていると共に、ロータハウジング４と回転部材１２の中心軸のズレが許容されるようになっており、かつ、回転方向のガタを抑えてロータハウジング４の回転が回転部材１２に確実に伝達されるようになっている。それゆえ、舵角センサ２から安定した検出信号が得られると共に、比較的大きな遊びを必要とする回転コネクタ１を高精度な舵角センサ２と連結しつつ、ロータハウジング４と回転部材１２をそれぞれ滑らかに回動させることができる。
【００２４】
また、本実施形態例においては、ガタ付き防止用のコイルばねが不要なため、ばね鳴きと呼ばれる振動音をなくして騒音の低減化が実現できると共に、部品点数および組立工数が削減できる。しかも、舵角センサ２の回転部材１２として、中空軸部１２ａの外周面にコード板１２ｂを突設した一体成形品を使用しているため、この点でも部品点数および組立工数が削減されており、それゆえ製造コストを大幅に抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態例に係る回転コネクタと舵角センサの連結ユニットを示す断面図である。
【図２】該連結ユニットの分解斜視図である。
【図３】該連結ユニットに備えられる回転コネクタ側の下部ロータを示す底面図である。
【図４】該下部ロータの断面図である。
【図５】該下部ロータと舵角センサ側の回転部材との連結部位を示す要部説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  回転コネクタ
２  舵角センサ
３  ステータハウジング
４  ロータハウジング（第１ロータ部材）
５  可撓性ケ−ブル
９  下部ロータ
９ｄ  弾性片
９ｅ  係合孔
９ｆ  舌部
１０  環状空間
１２  回転部材（第２ロータ部材）
１２ａ  中空軸部
１２ｂ  コード板
１２ｃ  係合突起
１３  固定部材
１４  フォトインタラプタ
１５  回路基板
【図１】
2006339109.tif 000003
【図２】
2006339109.tif 000004
【図３】
2006339109.tif 000005
【図４】
2006339109.tif 000006
【図５】
2006339109.tif 000007