(57)【要約】【課題】構成部品を少なく抑えることができる回転コネクタを提供する。【解決手段】回転コネクタ１は、回動体９に設けられた発光素子２１の光を、固定体８に設けられた複数の受光素子２２に受光させる光通信を通じて、固定体８及び回動体９の間の通信を実行する。回転コネクタ１は、回動体９の軸回りに複数設けられた受光素子２２の光量を基に演算（例えば加重平均）を行うことにより、回動体９側の発光素子２１の位置を求めて、回動体９の回転角を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体及び回動体の一方に複数の発光素子を設け、これらの他方に受光素子を設けて、前記発光素子及び前記受光素子の間で光通信を可能とすることにより、前記回動体の回動を許容した状態下においての前記固定体及び前記回動体の通信を可能にする回転コネクタにおいて、
各受光素子の受光量を基に、前記回動体の回転角を判定する角度判定部を備えた
ことを特徴とする回転コネクタ。
【請求項２】
前記角度判定部は、前記光通信を実施していない時間帯のとき、前記回転角を判定するために前記発光素子を駆動させて、当該回転角を判定する
請求項１に記載の回転コネクタ。
【請求項３】
前記角度判定部は、各受光素子の受光量の加重平均を求めて前記回動体の回転角を判定する
請求項１又は２に記載の回転コネクタ。
【請求項４】
複数の前記受光素子は、前記回動体の軸回りに等間隔に並び配置され、
当該受光素子は、前記回動体の回動時に前記発光素子及び前記受光素子の一方が他方を横断していくことで形成される周状の移動経路と対向する位置に配置されている
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の回転コネクタ。
【請求項５】
前記角度判定部は、前記各受光素子の受光量を基に前記発光素子の位置を求めることにより、前記回動体の回転角を判定する
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の回転コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定体及び回動体の間の通信を確保する回転コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方が他方に対して回転する２部品の間の電気的な通電を確保する回転コネクタとして、ステアリングロールコネクタが広く知られている。この種のステアリングロールコネクタには、例えば光通信を通じて非接触で通信データを回動体から固定体に送信するものが周知である（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４７５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、光学センサを用いて回動体の回転角を検出する構成を備えているが、これは、光通信のハード構成とは別のものとなっている。このため、部品点数が多くなってしまう問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、構成部品を少なく抑えることができる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】
【０００６】
前記問題点を解決する回転コネクタは、固定体及び回動体の一方に複数の発光素子を設け、これらの他方に受光素子を設けて、前記発光素子及び前記受光素子の間で光通信を可能とすることにより、前記回動体の回動を許容した状態下においての前記固定体及び前記回動体の通信を可能にする構成において、各受光素子の受光量を基に、前記回動体の回転角を判定する角度判定部を備えた。
【０００７】
本構成によれば、固定体及び回動体の間で光通信を行う発光素子及び受光素子を用いて、回動体の回転角を検出するので、光通信と回転角検出とを同じハード構成で行うことが可能となる。よって、構成部品を少なく抑えることが可能となる。
【０００８】
前記回転コネクタにおいて、前記角度判定部は、前記光通信を実施していない時間帯のとき、前記回転角を判定するために前記発光素子を駆動させて、当該回転角を判定することが好ましい。この構成によれば、回転角の判定が光通信とは別の独立した処理となるので、回転角の判定が通常の光通信に影響を及ぼさずに済む。
【０００９】
前記回転コネクタにおいて、前記角度判定部は、各受光素子の受光量の加重平均を求めて前記回動体の回転角を判定することが好ましい。この構成によれば、加重平均という簡素な演算を通じて、回動体の回転角を求めることが可能となる。
【００１０】
前記回転コネクタにおいて、複数の前記受光素子は、前記回動体の軸回りに等間隔に並び配置され、当該受光素子は、前記回動体の回動時に前記発光素子及び前記受光素子の一方が他方を横断していくことで形成される周状の移動経路と対向する位置に配置されていることが好ましい。この構成によれば、受光素子を等間隔にバランスよく配置するので、発光素子の光を安定して受光素子に届かせることが可能となる。また、回動体の回動時に発光素子及び受光素子の間で形成される周状の移動経路と対向する位置に受光素子を配置するので、受光素子を光が当たり易い最適な位置に配置することも可能となる。
【００１１】
前記回転コネクタにおいて、前記角度判定部は、前記各受光素子の受光量を基に前記発光素子の位置を求めることにより、前記回動体の回転角を判定することが好ましい。この構成によれば、発光素子の位置から間接的に回動体の回転角を判定するという簡素な処理とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、構成部品を少なく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の回転コネクタの構成を示す側面図。
【図２】受光素子の配置パターンを示す固定体の平面図。
【図３】回転コネクタの電気構成図。
【図４】発光素子の駆動パターンを示す通信シーケンス図。
【図５】角度演算の仕方を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、回転コネクタの一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両用の回転コネクタ１は、固定側となる車体２と回動側となるステアリングシャフト３との間に取り付けられている。回転コネクタ１は、車体２及びステアリングシャフト３の間の通信を非接触として、これら２者間の通信をステアリングシャフト３が回動されても確保するものである。回転コネクタ１は、ステアリングホイール３ａに設けられた検知部４の出力信号Ｓoutを、車体２側のコントローラ５に送信する。コントローラ５は、回転コネクタ１の作動を管理するＥＣＵ（Electronic Control Unit）からなり、出力信号Ｓoutを基に検知部４の検知状態を判断する。
【００１５】
検知部４は、例えばステアリングホイール３ａに配設されたスイッチやセンサ等からなる。また、出力信号Ｓoutは、例えばスイッチやセンサにより検出されたオンオフ信号に限らず、例えば画像センサ等のセンサ類が検出したデータ信号でもよい。
【００１６】
回転コネクタ１は、車体２に取り付け固定される固定体８と、固定体８に対して回動する回動体９とを備える。固定体８及び回動体９は、ともに略円板形状をなし、同一軸心（軸Ｌ１）上に配置されている。軸Ｌ１は、ステアリングシャフト３の回動軸心である。
【００１７】
固定体８は、固定体８側の電装品が実装される基板１２を備える。ステアリングシャフト３は、固定体８及び基板１２の各々の中心に形成された挿通孔（図示略）に回動可能に挿通されている。回動体９は、回動体９側の電装品が実装される基板１３を備える。回動体９及び基板１３は、ステアリングシャフト３に対し、同一軸心上に取り付け固定されている。ステアリングシャフト３が回動操作されたとき、回動体９は、固定体８に支持されてステアリングシャフト３と軸Ｌ１回り（図１の矢印Ｒ方向）に一体回動する。
【００１８】
回転コネクタ１は、固定体８及び回動体９の間で通信する信号を、光の有無を通じて相手側に通知する光通信型の通信方式をとる。本例の光通信型の通信方式は、ステアリングホイール３ａ側の検知部４の出力信号Ｓoutを、光通信を通じて、通信データＳｄとして回動体９側から固定体８側に無線送信する方式である。通信データＳｄは、光の「有り」及び「無し」の組み合わせにより、「０」及び「１」のデータ群からなる２値化情報を構築する。また、通信データＳｄは、複数の検知部４から出力される信号を時分割によりまとめて相手側に送信する多重信号であることが好ましい。光通信は、通信データＳｄを高速で相手側に通信すること（高速通信）が可能である。
【００１９】
図１及び図２に示すように、回転コネクタ１は、光通信において光の投光する１つの発光素子２１と、発光素子２１の光を受光する複数の受光素子２２とを備える。発光素子２１は、基板１３の裏面に取り付けられるとともに、例えばＬＥＤであることが好ましい。受光素子２２は、基板１２の表面に取り付けられるとともに、回動体９の軸Ｌ１回りに沿って等間隔に配置されている。受光素子２２を複数設けるのは、回動体９がどの回転角にあっても、発光素子２１の光を受光素子２２に届かせるためである。受光素子２２は、回動体９の回動時に発光素子２１及び受光素子２２の一方が他方を横断していくことで形成される周状の移動経路Ｋ（図２参照）と対向する位置に配置されている。
【００２０】
図３に示すように、回転コネクタ１は、発光素子２１の作動を制御する出力処理部２５を備える。出力処理部２５は、回動体９に設けられ、例えば基板１３に実装されたＩＣであることが好ましい。出力処理部２５は、発光素子２１を駆動させる、又は駆動させないという処理（光の点灯／消灯）を切り替えることにより、発光素子２１から通信データＳｄの２値化情報に準じた発光パターンを生成させ、この発光パターンの光を受光素子２２に受光させる。
【００２１】
回転コネクタ１は、受光素子２２の受光信号Ｓｒを基に送信側からの通信データＳｄ（本例は検知部４の出力信号Ｓout）を取得する信号処理部２６を備える。信号処理部２６は、コントローラ５に設けられている。信号処理部２６は、受光素子２２から入力する受光信号Ｓｒを基に通信データＳｄのデータ内容を判断し、この通信データＳｄに応じた作動を実行する。
【００２２】
回転コネクタ１は、各受光素子２２の受光量（受光信号Ｓｒ）を基に回動体９（ステアリングシャフト３）の回転角θを判定する角度判定部２７を備える。角度判定部２７は、コントローラ５に設けられている。本例の角度判定部２７は、各受光素子２２の受光量を基に発光素子２１お位置を求めることにより、回動体９の回転角θを判定する。
【００２３】
次に、図４及び図５を用いて、回転コネクタ１の作用及び効果を説明する。
図４に示すように、例えばステアリングホイール３ａにおいて検知部４で種々の操作が検出されたとき、出力処理部２５は、検知部４から入力する出力信号Ｓoutに応じた２値符号の通信データＳｄを、光通信を通じて固定体８側に送信する。本例の場合、出力処理部２５は、例えば２値化情報の「１」相当を出力するとき、発光素子２１を点灯させ、２値化情報の「０」相当を出力するとき、発光素子２１を消灯させる。このように、出力処理部２５は、発光素子２１の点灯／消灯により２値化情報の通信データＳｄを構築して、固定体８側に送信する。
【００２４】
本例の場合、出力処理部２５は、最初にプリアンブル信号等を送信した後、例えば１バイト（８bit）の信号群を複数送信することによって、通信データＳｄを光通信により固定体８に送信する。すなわち、データ送信開始のタイミングが到来したとき、出力処理部２５は、１バイトの送信群を送信し、これを所定回数繰り返すことにより、通信データＳｄを光通信により固定体８側に送信する。
【００２５】
角度判定部２７は、データ送信完了後、光通信を実施していない時間帯において回動体９の回転角θを求める処理を実行する。本例の場合、まず出力処理部２５は、データ送信完了後、発光素子２１を暫くの間、駆動したまま（点灯したまま）にする。このとき、発光素子２１の光は、複数の受光素子２２に当たる。角度判定部２７は、各受光素子２２から出力される受光信号Ｓｒを基に、回動体９の回転角θを算出する。このように、本例の角度判定は、通信データＳｄを送信しない時間帯で実施される。
【００２６】
図５に示すように、角度判定部２７は、各受光素子２２から取得した受光信号Ｓｒ（受光量）の加重平均をとることにより、回動体９（ステアリングシャフト３）の回転角θを算出することが好ましい。これは、本例の場合、複数の受光素子２２が設けられているが、発光素子２１に近い受光素子２２の光量が大きくなるはずであることに着目し、各受光素子２２の光量の加重平均をとれば、回動体９の回転角θに応じた計算結果が得られるからである。このようにして、角度判定部２７は、回動体９の回転角θを算出する。
【００２７】
さて、本例の場合、固定体８及び回動体９の間で光通信を行う発光素子２１及び受光素子２２を用いて、回動体９（ステアリングシャフト３）の回転角θを検出するので、光通信と回転角検出とを同じハード構成で行うことが可能となる。よって、回転コネクタ１において、構成部品を少なく抑えることができる。また、回転コネクタ１の部品点数が少なく済めば、その分、装置コストも低く抑えることができる。
【００２８】
角度判定部２７は、光通信を実施していない時間帯のとき、回転角θを判定するために発光素子２１を駆動させて、回転角θを判定する。よって、回転角θの判定が光通信とは別の独立した処理となるので、回転角θの判定が通常の光通信に影響を及ぼさずに済む。
【００２９】
角度判定部２７は、各受光素子２２の受光量の加重平均を求めて回動体９の回転角θを判定する。よって、加重平均という簡素な演算を通じて、回動体９の回転角θを求めることができる。
【００３０】
複数の発光素子２１は、回動体９の軸Ｌ１回りに等間隔に並び配置されている。このため、発光素子２１が等間隔にバランスよく配置されるので、発光素子２１の光を安定して受光素子２２に届かせることができる。また、受光素子２２は、回動体９が回動するときの発光素子２１の移動経路Ｋと対向する位置に配置されている。よって、発光素子２１の光が当たり易い位置に受光素子２２を配置することができる。
【００３１】
角度判定部２７は、各受光素子２２の受光量を基に発光素子２１の位置を求めることにより、回動体９の回転角θを判定する。よって、発光素子２１の位置から間接的に回動体９の回転角θを判定するという簡素な処理とすることができる。
【００３２】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・２値化情報は、例えば光が点灯されているときを「０」とし、光が消灯されているときを「１」としてもよい。
【００３３】
・発光素子２１は、ＬＥＤ以外の他の部材を適用可能である。
・受光素子２２の配置の仕方は、等間隔配置に限定されず、どのように並べてもよい。
・発光素子２１及び受光素子２２は、基板１２，１３上に設けられることに限らず、固定体８や回動体９に配置されていればよい。
【００３４】
・角度演算は、加重平均に限定されず、他の演算方法に変更してもよい。
・光通信による経路は、データ線を実現することに限らず、例えば制御線やパワー線であってもよい。
【００３５】
・通信データＳｄは、多重信号に限定されず、１つの検知部４の出力のみから構築されるデータでもよい。
・光通信をしながら角度判定を行ってもよい。すなわち、光通信の際に照射される光を用いて角度判定を実施してもよい。
【００３６】
・発光素子２１を固定体８に設け、受光素子２２を回動体９に設けてもよい。
・回転コネクタ１は、車両に適用されることに限定されず、他の機器や装置に使用してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…回転コネクタ、８…固定体、９…回動体、２１…発光素子、２２…受光素子、２７…角度判定部、θ…回転角、Ｌ１…軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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