(57)【要約】【課題】消費電力を抑制して省電力化す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の軸回りに複数設けられた発光素子２１の光を、固定体８側の受光素子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、角度検出部１８から出力される角度検出信号Ｓθを基に回動体９の回転角を求め、この回転角に応じて、駆動する発光素子２１を選択駆動する。【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、
前記回動体の回転角を判定する角度判定部と、
前記角度判定部の判定結果を基に、複数の前記発光素子のうち駆動する当該発光素子を選択する素子選択部と
を備えたことを特徴とする回転コネクタ。
【請求項２】
前記素子選択部は、複数の前記発光素子のうち、少なくとも前記受光素子に最も近いものを駆動する
請求項１に記載の回転コネクタ。
【請求項３】
前記素子選択部は、隣り合う前記発光素子の中間付近が前記受光素子と対向するタイミングとなったとき、隣り合う当該発光素子を両方駆動する
請求項１又は２に記載の回転コネクタ。
【請求項４】
前記素子選択部は、前記角度判定部の判定結果を基に、各々の発光素子が前記受光素子に対して成す回転角を求めることにより、各発光素子の位置を把握する
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】
複数の前記発光素子は、前記回動体の軸回りに等間隔に並び配置され、
前記受光素子は、前記回動体が回動するときの前記発光素子の移動経路と対向する位置に配置されている
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】特開昭５９−１８８７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１は、複数設けた発光素子を同時に駆動し続ける技術であるので、消費電流が大きく、省電力化に支障を来していた。
本発明の目的は、消費電力を抑制して省電力化す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】
【０００５】
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、前記回動体の回転角を判定する角度判定部と、前記角度判定部の判定結果を基に、複数の前記発光素子のうち駆動する当該発光素子を選択する素子選択部とを備えた。
【０００６】
本構成によれば、発光素子の光を受光素子に受光させて通信する光通信において、複数の発光素子を同時に全て発光させるのではなく、回動体の回転角に応じた必要な発光素子のみ駆動させる。よって、光通信型の回転コネクタにおいて、消費電力を抑制して省電力化することが可能となる。
【０００７】
回転コネクタにおいて、前記素子選択部は、複数の前記発光素子のうち、少なくとも前記受光素子に近いものを駆動することが好ましい。この構成によれば、発光素子から受光素子に至る光量を十分に確保することが可能となるので、安定した通信成立性を確保することが可能となる。
【０００８】
回転コネクタにおいて、前記素子選択部は、隣り合う前記発光素子の中間付近が前記受光素子と対向するタイミングとなったとき、隣り合う当該発光素子を両方駆動することが好ましい。この構成によれば、発光素子が受光素子を通過して離れていっても、次に到来する発光素子が先行して駆動するので、発光素子から受光素子に至る光量を十分確保するのに一層有利となる。
【０００９】
回転コネクタにおいて、前記素子選択部は、前記角度判定部の判定結果を基に、各々の発光素子が前記受光素子に対して成す回転角を求めることにより、各発光素子の位置を把握することが好ましい。この構成によれば、各発光素子の位置を受光素子の位置を支点として分かり易く求めることが可能となる。
【００１０】
回転コネクタにおいて、複数の前記発光素子は、前記回動体の軸回りに等間隔に並び配置され、前記受光素子は、前記回動体が回動するときの前記発光素子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、発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、受光素子を回動時の発光素子の移動経路と対向する位置に配置するので、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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、消費電力を抑制して省電力化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態の回転コネクタの構成を示す斜視図。
【図２】回転コネクタの電気構成図。
【図３】通信データの２値と光照射タイミングとの関係を示す説明図。
【図４】発光素子の駆動タイミングを示す回転コネクタの図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図５】隣り合う発光素子を同時駆動したときの回転コネクタの図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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（図示略）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。
【００１４】
検知部４は、例えばステアリングホイール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。
【００１５】
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。
【００１６】
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１３，１４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１５を備える。回動体９及び基板１５の各々の中心に形成された挿通孔１６，１７には、ステアリングシャフト３が挿通されて、これらが一体回動可能となっている。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。
【００１７】
車両は、回動体９が回動したときの角度を検出する角度検出部１８を備える。角度検出部１８は、例えば光センサや磁気センサからなり、回動体９の角度を０°〜３６０°の範囲で検出可能である。角度検出部１８は、検出した角度検出信号Ｓθをコントローラ５や回動体９のＩＣ等に出力する。
【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】
回転コネクタ１は、光通信において光の投光する複数の発光素子２１と、発光素子２１の光を受光する受光素子２２とを備える。発光素子２１は、基板１５の裏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。発光素子２１は、例えばＬＥＤであることが好ましい。発光素子２１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、基板１２の表面に取り付けられるとともに、回動体９が回動するときの発光素子２１の移動経路（移動軌跡）Ｋ（図４及び図５参照）と対向する位置に配置されている。
【００２０】
図２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１５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、複数の発光素子２１のうち回動体９の回転角θに応じた発光素子２１のみ選択して駆動させる素子駆動選択機能を備える。これは、仮に複数の発光素子２１を全て常時駆動させると、発光素子２１の駆動に係る電力が増えて省電力化することができないため、本例の素子駆動選択機能により、発光素子２１を選択的に駆動して省電力化を実現する。
【００２３】
回転コネクタ１は、回動体９の回転角θを判定する角度判定部２９を備える。角度判定部２９は、回動体９（回動体９のＩＣ）に設けられ、角度検出部１８から入力する角度検出信号Ｓθを基に回動体９の回転角θ（回転位置）を判定する。角度判定部２９は、例えば数度の分解能で回動体９の回転角θを検出できることが好ましい。
【００２４】
回転コネクタ１は、角度判定部２９の判定結果を基に複数の発光素子２１のうち駆動させるものを選択する素子選択部３０を備える。素子選択部３０は、回動体９（回動体９のＩＣ）に設けられ、角度判定部２９の判定結果を基に複数の発光素子２１のうち駆動する発光素子２１を選択する。本例の素子選択部３０は、角度判定部２９の判定結果を基に、各々の発光素子２１が受光素子２２に対して成す回転角θを求めることにより、各発光素子２１の位置を把握する。そして、素子選択部３０は、複数の発光素子２１のうち、少なくとも受光素子２２に最も近いものを駆動させる。
【００２５】
次に、図３〜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３に示すように、例えばステアリングホイールにおいて検知部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。
【００２６】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、素子選択部３０は、回動体９の回転角θに応じて、適する発光素子２１のみを点灯させて、データ送信を実行する。すなわち、素子選択部３０は、角度判定部２９の判定結果を基に回動体９の現在の回転角θを把握し、その回転角θに応じた発光素子２１のみを駆動する。なお、本例の回転角θは、回動体９の回動方向（図１の矢印Ｒ方向）における受光素子２２の位置を角度計測開始点として、この点から離れていく（図中の反時計回り方向に回動する）に従って角度が「０°」から増加して「３６０°」まで変化する値をとるとする。
【００２７】
素子選択部３０は、複数の発光素子２１のうち、受光素子２２に最も近いものを選択的に順次駆動させ、データ通信を実行する。本例の場合、素子選択部３０は、複数の発光素子２１のうち、受光素子２２との成す回転角θが規定値θｋ（例えば３３０°〜３４０°程度）以上となった発光素子２１を発光させる。これにより、受光素子２２に最も近い受光素子２２が発光する。なお、点灯状態となった発光素子２１は、受光素子２２から所定量（例えば受光素子２２との成す角が４５°程度）離れたときに消灯することが好ましい。
【００２８】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、素子選択部３０は、隣り合う発光素子２１ａ，２１ｂの中間付近に受光素子２２が位置するときには、隣り合う発光素子２１ａ，２１ｂを両方駆動することが好ましい。すなわち、先に受光素子２２に近づいた発光素子２１ａが点灯下にあるとき、次に駆動させるべき発光素子２１ｂが受光素子２２に近づいて、これらの中間位置に受光素子２２が位置したタイミングで、次の発光素子２１ｂも先行点灯させる。これにより、先に点灯させた発光素子２１ａが離れていっても、次に到来する発光素子２１ｂを先行して点灯させることで、発光素子２１から受光素子２２に照射される光量を確保する。
【００２９】
さて、本例の場合、発光素子２１の光を受光素子２２に受光させて通信する光通信において、複数の発光素子２１を同時に全て発光させるのではなく、回動体９の回転角θに応じた必要な発光素子２１のみを駆動させる。よって、光通信型の回転コネクタ１において、消費電力を抑制して省電力化を満足することができる。
【００３０】
素子選択部３０は、複数の発光素子２１のうち、少なくとも受光素子２２に最も近いものを駆動する。よって、発光素子２１から受光素子２２に至る光量を十分に確保することが可能となるので、安定した通信成立性を確保することができる。
【００３１】
素子選択部３０は、回動体９の回転時、隣り合う発光素子２１の中間付近が受光素子２２と対向するタイミングとなったとき、隣り合う発光素子２１を両方駆動する。よって、発光素子２１が受光素子２２を通過して離れていっても、次に到来する発光素子２１が先行して駆動するので、発光素子２１から受光素子２２に至る光量を十分確保するのに一層有利となる。
【００３２】
素子選択部３０は、角度判定部２９の判定結果を基に、各々の発光素子２１が受光素子２２に対して成す回転角θを求めることにより、各発光素子２１の位置を把握する。よって、各発光素子２１の位置を受光素子２２の位置を支点として分かり易く求めることができる。
【００３３】
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。このように、発光素子２１を等間隔にバランスよく配置するので、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、受光素子２２を光が当たり易い最適な位置に配置することができる。
【００３４】
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。
・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。
・発光素子２１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。
【００３５】
・発光素子２１は、ＬＥＤ以外の他の部材を適用可能である。
・発光素子２１及び受光素子２２は、基板１２，１５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。
【００３６】
・角度判定部２９は、ステアリングアングルセンサ等の角度検出部１８を用いることに限らず、回動体９の回転量を検出できる部材であればよい。
・発光素子２１を選択駆動させるにあたり、どの発光素子２１を点灯させるのは、実施形態以外のパターンに変更可能である。
【００３７】
・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。
・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。
【００３８】
・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】
【００３９】
１…回転コネクタ、８…固定体、９…回動体、２１（２１ａ，２１ｂ）…発光素子、２２…受光素子、２９…角度判定部、３０…素子選択部、θ…回転角、Ｋ…移動経路。
【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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