(57)【要約】【課題】ステアリングの回転角度を精度良く検出できる回転センサ付き回転コネクタを提供する。【解決手段】ステアリングＷに搭載された電気部品を車体側と電気的に接続する回転コネクタ１０と、ステアリングＷの回転角度を検出する回転センサ２０とを備え、回転センサのステータ２２とコンビネーションスイッチブラケット５の取り付け部に緩衝材を設け、回転センサのロータ２１がステアリングシャフトＳに直接取り付けられるようになっていると共に、回転コネクタのロータ１１が回転センサのロータに追従して回転するようになっている。【選択図】図３
2008047550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングに搭載された電気部品を車体側と電気的に接続する回転コネクタと、ステアリングの回転角度を検出する回転センサとを備えた回転センサ付き回転コネクタにおいて、
前記回転センサのステータとコンビネーションスイッチブラケットの取り付け部に緩衝材を設け、
前記回転センサのロータがステアリングシャフトに直接取り付けられるようになっていると共に、前記回転コネクタのロータが前記回転センサのロータに追従して回転するようになっていることを特徴とする回転センサ付き回転コネクタ。
【請求項２】
ステアリングに搭載された電気部品を車体側と電気的に接続する回転コネクタと、ステアリングの回転角度を検出する回転センサとを備えた回転センサ付き回転コネクタにおいて、
前記回転センサのステータとコンビネーションスイッチブラケットの取り付け部に緩衝材を設け、
前記回転センサのロータがステアリングシャフトに直接取り付けられるようになっていると共に、前記回転コネクタのロータが前記ステアリングの回転に追従して回転するようになっていることを特徴とする回転センサ付き回転コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングに搭載された電気部品を車体側に電気的に接続する回転コネクタと、ステアリングの回転角度を検出する回転センサとを備えた回転センサ付き回転コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来型の回転コネクタは、回転コネクタのロータから突出させた突起部をステアリングに嵌合させる構造により、ステアリングの駆動を回転コネクタのロータに伝達させている。
【０００３】
この回転コネクタに回転センサを取り付けてユニット化させ、回転センサによりステアリングの操舵角を検出する構成が例えば特許文献１に記載されている。この構成は、図１１の概略断面図に示すように、ステアリングシャフトＳに連結されたステアリングＷに回転コネクタ５０のロータ５１を取り付け、当該ロータ５１にがたつき吸収バネ（図１１では図示せず）を介して回転センサ６０のロータ６１を連結している。すなわち、回転コネクタ５０のロータ５１に回転センサ６０のロータ６１を取り付けることによりステアリングＷの駆動トルクを回転センサ６０のロータ６１に伝達させている。また、回転センサ６０のロータ６１とステータ６２にはセンシング部材が設けてあり、回転センサ６０のロータ６１が回転することにより、その回転角度を検出している。
【特許文献１】特開平１１−３２９６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転センサの出力は例えば車両走行中の挙動を安定させるビーグル・スタビリティ・コントロールのひとつの情報として使用されたり、パワーステアリングの油圧調整に使われたりするため、厳密な精度が要求される。従って、回転センサの出力は正確に測定されなければならない。
【０００５】
しかしながら、上述の構成では、ステアリングシャフトＳとステアリングホイールＷ間のがたつき（遊び）や、がたつき吸収バネによる回転コネクタ５０と回転センサ６０の各ロータ間の相対的な角度偏移など、測定対象物であるステアリングシャフトＳと回転センサ６０との間の構成要素間のずれが積分して正確な回転角度を検出することができないことが考えられる。
【０００６】
以下、特に回転コネクタ５０を介して回転センサ６０の出力を検出した場合に大きな検出誤差が生じる理由について説明する。
【０００７】
回転センサ６０の出力信号は、回転センサ６０のロータ６１とステータ６２のガタ付によってその精度が左右される。すなわち、ロータ６１とステータ６２のガタ付により互いの位置が変化すれば、その分だけ出力信号も当然に変わってくる。
【０００８】
従って、精度の良い出力を得るためには、回転センサ６０のロータ６１とステータ６２の相対位置を常に同じ位置にしておくことが好ましく、十分な製品特性を得るために、例えばロータ６１とステータ６２のクリアランスを±０．２ｍｍと非常に小さいクリアランスに抑えている。
【０００９】
一方、ステアリングＷと連結した回転コネクタ５０のロータ５１は、回転コネクタ５０が回転センサ６０ほどの精度が要求されないため、回転コネクタ５０のロータ５１とステアリングＷとの連結部には通常、回転センサ６０のロータ６１とステータ６２とのクリアランスよりも大きなクリアランスが設けられており、その大きさは一般に±０．５ｍｍ程度（回転センサの場合の２．５倍）である。逆に、この連結部にクリアランスがないと、シャフトＳとステアリングＷの連結部及び、ステアリングＷと回転コネクタ５０との連結部の部材の寸法精度を非常に厳しくしなければならない。仮にこの寸法精度で部材を加工できたとしても、今度は組み付けが困難になってしまうため、この連結部にはある程度大きなクリアランスとすべき必然性が存在する。
【００１０】
従って、回転センサ６０が回転コネクタ５０のロータ５１を介してステアリングＷの操舵角を検出する場合、回転センサ６０のロータ６１もこのガタ付分動いてしまう。そのため、このガタ付の変動分だけ回転センサ６０の出力信号が変動して精度の良い操舵角検出が行えなくなる。
【００１１】
続いて、回転センサ６０が回転コネクタ５０を介してステアリングＷの回転角度を検出した場合の更なる不具合点について説明する。
【００１２】
回転センサ６０のロータ６１とステータ６２のクリアランスは前述の通り、±０．２ｍｍ程度である。回転センサ６０のステータ６２は、緩衝部材を介して、コンビネーションスイッチブラケットに取り付いているため、回転センサ６０のロータ６１のガタ付に合わせてある程度動くことができる。しかしながら、回転コネクタ５０のロータ５１とステアリングＷとのクリアランスにより、回転センサ６０のロータ６１が大きく動き、回転センサ６０のステータ６２のガタ吸収分を超える場合がある。かかる場合には、回転センサ６０のロータ６１がステータ６２に過度の側圧を与え、ロータ６１の回転トルクが増大したり、最悪の場合、ロータ６１が回転しなくなり操舵角度検出不能となる恐れもある。
【００１３】
また、ウインカーのキャンセル機構を作動させるキャンセルカム（図１１では図示せず）は、回転コネクタ５０のロータ５１と一般に一体となっており、キャンセル機構が作動するとき、キャンセルカムは、キャンセル機構を弾きながら回転している。したがって、従来型の構成では、キャンセル機構を弾く際の振動が回転コネクタ５０のロータ５１を介してこのロータ５１にのみ連結された回転センサ６０のロータ６１に伝達してしまい、回転センサ６０の出力信号に悪影響を及ぼしてしまうこともあった。
【００１４】
本発明の目的は、上述した問題点を解決し、ステアリングの回転角度を精度良く検出できる回転センサ付き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】
【００１５】
上述の課題を解決するために、本発明にかかる回転センサ付き回転コネクタは、ステアリングに搭載された電気部品を車体側と電気的に接続する回転コネクタと、ステアリングの回転角度を検出する回転センサとを備え、回転センサのステータとコンビネーションスイッチブラケットの取り付け部に緩衝材を設け、回転センサのロータがステアリングシャフトに直接取り付けられるようになっていると共に、回転コネクタのロータが回転センサのロータに追従して回転するようになっている。
【００１６】
回転センサのロータをステアリングシャフトに直接嵌合させている。また、回転センサのロータはステアリングシャフトに対して極力ガタ付がでないように嵌合させている。すなわち、回転センサ側ロータに、ステアリングホイールから回転コネクタ側ロータを介して回転を伝達させるのではなく、ステアリングシャフトの回転を回転センサのロータに直接伝達させている。この構造により、回転センサのロータがステアリングシャフトと一体化（剛体化）することでステアリングシャフトの回転角度を回転センサで精度良く検出することができる。
【００１７】
また、この回転センサ付き回転コネクタは構造上必ず回転センサが取り付くタイプのものになるので、回転センサと回転コネクタとを一連の工程で製造できる場合においては、回転センサのロータと回転コネクタのロータとを一体化することができる。
【００１８】
このとき、回転コネクタのロータと回転センサのロータとの２部品が１部品になり、部材費、金型費等が低減できる。さらにステアリングシャフトとの嵌合部が１箇所しかないので、ステアリングシャフトへの組付けが容易になる。
【００１９】
また、回転センサのステータとコンビネーションスイッチブラケットの取り付け部に緩衝材を設けることで、回転センサのロータ及びステータの相互のガタ付きを抑えることができ、回転センサの信号精度を高めることができる。
【００２０】
また、本発明の請求項２に記載の回転センサ付き回転コネクタは、ステアリングに搭載された電気部品を車体側と電気的に接続する回転コネクタと、ステアリングの回転角度を検出する回転センサとを備え、回転センサのステータとコンビネーションスイッチブラケットの取り付け部に緩衝材を設け、回転センサのロータがステアリングシャフトに直接取り付けられるようになっていると共に、回転コネクタのロータがステアリングの回転に追従して回転するようになっている。
【００２１】
回転コネクタのロータと回転センサのロータは連結していないので、ウインカーキャンセル機構が作動するときのキャンセルカム及び回転コネクタのロータに加わる振動が回転センサのロータに伝わることがなく、かかる振動に起因する回転角度検出誤差の発生を防止できる。
【００２２】
また、部品組付け上の観点から言うと、回転コネクタと回転センサを個別に組付け可能である。すなわち、これらをユニット化するときは、これらのステータ同士を嵌合させるだけで済む。ユーザの仕様によっては回転センサが取り付かないタイプもあるが、回転コネクタのロータと回転センサのロータとが分離していれば、回転コネクタは回転センサの有り無しに関わらず同じ部品で作ることができ、部品の共用化が図れる。
【００２３】
また、回転センサのステータとコンビネーションスイッチブラケットの取り付け部に緩衝材を設けることで、回転センサのロータ及びステータの相互のガタ付きを抑えることができ、回転センサの信号精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、ステアリングの回転角度を精度良く検出できる回転センサ付き回転コネクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタについて説明する。
【００２６】
本発明の第１の実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタ１は、図１の外観側面図及び図２の概略断面図に示すように、ロータ２１がステアリングシャフト（以下、単に「シャフト」とする）Ｓに嵌合する回転センサ２０と、回転センサ２０を収容する回転コネクタ１０とを備えており、回転センサ２０のロータ２１と回転コネクタ１０のロータ１１とは機械的に結合している。
【００２７】
なお、回転コネクタ１０のロータ１１とステータ１２は樹脂でできており、内部にフラットケーブル（図示せず）を渦巻き状に巻回収容し、ステアリングホイール（以下、単に「ステアリング」とする）Ｗに装着されたエアバッグインフレータ等の電気部品と車体側ワイヤハーネス（図示せず）との電気的接続を行う役目を果たしている。一方、回転センサ２０はステアリングＷの正確な操舵量を検出するためのもので、この検出信号をパワーステアリングの油圧制御に用いたり車両走行中のビーグルスタビリティコントロール（挙動制御）の一つのファクターとして使用するようになっている。
【００２８】
回転センサ２０のステータ２２はアルミニウムや銀等遮蔽効果のある金属部材でできており、回転センサ２０には図示しない係止突起が設けられ、図１及び図３に示すように、コンビネーションスイッチブラケット５の係止穴に係止突起を緩衝材を介して係止することによって固定されるようになっている。また、回転コネクタ１０のステータ１２も回転センサ２０のステータ２２に固定されている。
【００２９】
一方、回転センサ２０のロータ２１はリング状のロータセンシング部２１ａと段付き円柱状のロータ固定部２１ｂとからなる。ロータ固定部２１ｂは樹脂でできており、その縮径部２１ｃがシャフトＳのセレーションに嵌合してシャフトＳの回転と一体に回転するようになっている。ロータセンシング部２１ａは鉄等の導電性の部材でできた周方向に幅が可変のリング部材からなり、該リング部材に磁性材コア内に収容されたコイルを対向配置して、前記リング部材を回転することによって渦電流の発生度合いをコイルインピーダンスの変動に変換してこれを検知し、角度信号として取り出すためのものである。
【００３０】
なお、回転センサ２０のロータ２１はシャフトＳに対して極力小さいクリアランスで取り付けるようになっている。これにより、回転センサ２０のロータセンシング部２１ａを精度良く回転させることができ、精度の高い検出を行うことができる。
【００３１】
一方、コンビネーションスイッチブラケット（図示せず）は、シャフトカバー６（図３）に固定されている。しかし、シャフトカバー６はシャフトＳに対して若干のずれを伴って固定されていたり、コンビネーションスイッチブラケットとシャフトカバー６の固定部でもずれを伴っていたりしている場合がある。従って、コンビネーションスイッチブラケットにそのまま回転センサ２０のステータ２２を取り付けたのでは、このコンビネーションスイッチブラケットのシャフトＳに対するずれを伴ったままになる。そのため、回転センサ２０のステータ２２とコンビネーションスイッチブラケットの取り付け部には、このずれを吸収する緩衝材を設けている。これにより、ステータ２２は、常にシャフトＳに対して同位置に配置されるようになっている。
【００３２】
以上の構造を有することで、回転センサ２０のロータ２１及びステータ２２の相互のガタ付きを抑えることができ、回転センサ２０の出力信号の精度を高めることができる。
【００３３】
回転コネクタ１０のロータ１１はその内周部が回転センサ２０の縮径部外周と嵌合して一体となっている。従って、この回転センサ付き回転コネクタ１はシャフトＳとの嵌合部が１箇所しかないので、シャフトＳへの組付けが容易となる。
【００３４】
続いて、かかる回転センサ付き回転コネクタ１にウインカーキャンセル機構を取り付けた形態について説明する。
【００３５】
図４は回転センサロータ２１にキャンセルカム２１ｋを設けた構造を示している。回転センサロータ２１は上述の通りシャフトＳに嵌合して一体化しているので、キャンセルカム２１ｋの跳ね上がりによる振動が回転センサロータ２１に伝わったとしても従来型の回転センサ６０のように回転センサの検出が不正確になるということはない。
【００３６】
また、図５はシャフトＳにキャンセルカムＳｋを設けた構造を示している。この場合はキャンセルカムＳｋの跳ね上がりによる振動が回転センサロータ２１にほとんど伝わらない。また、仮にこの振動が伝わったとしても従来型の回転センサ６０のように回転センサの検出が不正確になるということはない。
【００３７】
さらにまた、構造は複雑になるが、続く実施形態で紹介する図９に示す構造とキャンセルカムの構造に関して等価的な構造として、回転コネクタ１０のロータ１１から回転センサ２０の下方まで部材を延在させ当該部材の先端部をキャンセルカムとして使用しても良い。この場合キャンセルカムの跳ね上がりによる振動が回転コネクタ１０のロータ１１を介して回転センサ２０のロータ２１に伝わるが、回転センサロータ２１はシャフトＳに嵌合して一体化しているので、上述と同様に回転センサ２０の検出が不正確になるということはない。
【００３８】
以上のように本発明の第１の実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタ１の場合、回転センサ２０がステアリングＷの操舵角を正確に検出すると共に、ウインカーキャンセルカムの跳ね上がりに起因する悪影響を受けずにすむ。
【００３９】
なお、回転センサ２０のステータ２２は、コンビネーションスイッチブラケット５に直接取り付けても良いし、回転コネクタ１０のステータ１２と一体化させて、これをコンビネーションスイッチブラケット５に取り付けるようにしても良い。
【００４０】
また、回転センサ２０のロータ２１についても回転コネクタ１０のロータ１１と一体化させても良い。これにより、回転コネクタ１０のステータ１２と回転センサ２０のステータ２２の２部品を１部品にでき、回転コネクタ１０のロータ１１と回転センサ２０のロータ２１との２部品も１部品にでき、部材費、金型費等が低減できるという利点を有する。
【００４１】
また、本発明においては、回転センサ２０に関しては上述の実施形態にかかる検出原理の回転センサ２０に限定されず、様々な原理の回転センサを利用可能である。
【００４２】
続いて、本発明の第２の実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタについて説明する。なお、上述の実施形態と同等の構成については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４３】
本発明の第２の実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタ２は、図６の概略断面図及び図７の詳細断面図に示すように、ロータ４１がシャフトＳに嵌合する回転センサ４０と、回転センサ４０を収容しかつロータ３１がステアリングWに取り付けられた回転コネクタ３０とを備えている。
【００４４】
なお、回転コネクタ３０の内部構造や回転センサ４０の内部構造は第１の実施形態の場合と同様である。
【００４５】
回転センサ４０のステータ４２はアルミニウムや銀等遮蔽効果のある金属部材でできており、回転センサ４０には図示しない係止突起が設けられ、図７に示すように、コンビネーションスイッチブラケット５の係止穴に係止突起を緩衝材を介して係止することによって固定されるようになっている。
【００４６】
一方、回転コネクタ３０のロータ３１には、これと一体に突出形成されたステアリング連結用突起３１ａを備え、当該突起３１ａをステアリングＷ（図７では図示せず）と連結させることにより、ステアリングＷの回転を回転コネクタ３０のロータ３１に伝達するようになっている。
【００４７】
即ち、第１の実施形態とは異なり回転コネクタ３０のロータ３１は回転センサ４０のロータ４１からトルクが伝達されるのではなく、ステアリングＷからトルクが伝達される。
【００４８】
回転センサ４０のロータ４１はリング状のロータセンシング部４１ａと段付き円柱状のロータ固定部４１ｂとからなる。ロータ固定部４１ｂは樹脂でできており、その縮径部４１ｃ（図７）がシャフトＳのセレーションに嵌合してシャフトＳと一体になって回転するようになっている。
【００４９】
そして、回転センサ４０のロータ４１はシャフトＳに対して極力小さいクリアランスで取り付けられ、精度の高い検出を行うことができる。また、回転センサ４０のステータ４２とコンビネーションスイッチブラケットの取り付け部には、コンビネーションスイッチブラケットのシャフトＳに対するずれを吸収する緩衝材を設けている。そして、これらの構造により、回転センサ４０のロータ４１及びステータ４２の相互のガタ付きを抑えることができ、回転センサ４０の出力信号の精度を高めている。
【００５０】
本発明の第２の実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタ２は、以上の構成を有するので、部品組付け上の観点から言うと、回転コネクタ３０と回転センサ４０を個別に組付け可能である。すなわち、これらをユニット化するときは、これらのステータ同士を嵌合させるだけで済む。ユーザの仕様によっては回転センサ４０が取り付かないタイプもあるが、回転コネクタ３０のロータ３１と回転センサ４０のロータ４１とが分離していれば、回転コネクタ３０は回転センサ４０の有り無しに関わらず同じ部品で作ることができ、部品の共用化が図れる。
【００５１】
続いて、かかる回転センサ付き回転コネクタ２にウインカーキャンセル機構を取り付けた形態について説明する。
【００５２】
図８には回転センサロータ４１にキャンセルカム４１ｋを設けた構造を示している。回転センサロータ４１は上述の通りシャフトＳに嵌合して一体化しているので、キャンセルカム４１ｋの跳ね上がりによる振動が回転センサロータ４１に伝わったとしても従来型の回転センサ６０のように回転センサの検出が不正確になるということはない。
【００５３】
また、図９は回転コネクタ３０のロータ３１から回転センサ４０の下方まで部材を延在させ当該部材の先端部をキャンセルカム３１ｋとした構造を示している。この場合キャンセルカム３１ｋの跳ね上がりによる振動が回転コネクタ３０のロータ３１を介して回転センサ４０のロータ４１に伝わるが、回転センサロータ４１はシャフトＳに嵌合して一体化しているので、上述と同様に回転センサ４０の検出が不正確になるということはない。
【００５４】
また、図１０はシャフトＳにキャンセルカムＳｋを設けた構造を示している。この場合はキャンセルカムＳｋの跳ね上がりによる振動が回転センサのロータ４１にほとんど伝わらない。また、仮にこの振動が伝わったとしても従来型の回転センサ６０のように回転センサの検出が不正確になるということはない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタの側面図である。
【図２】図１の回転センサ付き回転コネクタの概略断面図である。
【図３】図２に示した回転センサ付き回転コネクタの詳細断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタにキャンセル機構を備えた状態を示す概略断面図である。
【図５】図４の変形例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタの概略断面図である。
【図７】図６に示した回転センサ付き回転コネクタの詳細断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる回転センサ付き回転コネクタにキャンセル機構を備えた状態を示す概略断面図である。
【図９】図８の変形例を示す概略断面図である。
【図１０】図８の更に別の変形例を示す概略断面図である。
【図１１】従来の回転センサ付き回転コネクタの概略断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    回転コネクタ
２    回転センサ付き回転コネクタ+
５    コンビネーションスイッチブラケット
６    シャフトカバー
１０    回転コネクタ
１１    ロータ
１２    ステータ
２０    回転センサ
２１    ロータ
２１ａ    ロータセンシング部
２１ｂ    ロータ固定部
２１ｃ    縮径部
２１ｋ    キャンセルカム
２２    ステータ
３０    回転コネクタ
３１    ロータ
３１ａ    ステアリング連結用突起
３１ｋ    キャンセルカム
４０    回転センサ
４１    ロータ
４１ａ    ロータセンシング部
４１ｂ    ロータ固定部
４１ｃ    縮径部
４１ｋ    キャンセルカム
４２    ステータ
Ｓ    ステアリングシャフト
Ｓｋ    キャンセルカム
Ｗ    ステアリングホイール
【図１】
2008047550.tif 000003
【図２】
2008047550.tif 000004
【図３】
2008047550.tif 000005
【図４】
2008047550.tif 000006
【図５】
2008047550.tif 000007
【図６】
2008047550.tif 000008
【図７】
2008047550.tif 000009
【図８】
2008047550.tif 000010
【図９】
2008047550.tif 000011
【図１０】
2008047550.tif 000012
【図１１】
2008047550.tif 000013