JP2008018779A - 舵角センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 着脱作業が簡単なストッパ機構を備えた舵角センサを提供する。
【解決手段】舵角センサ１は、コード板６を有する回転体５に対してストッパ部材８を着脱可能となし、このストッパ部材８に拘束部（切欠部８ｃと規制突起８ｄ）と保持部８ｂおよび取着部（ロック部８ｆ）とを形成してあり、保持部８ｂを回転体５の貫通孔５ａに挿入すると、ロック部８ｆによって保持部８ｂが回転体５に係止されると共に、拘束部によってハウジング７に対する回転体５の自由な回転が阻止される。そして、舵角センサ１と回転コネクタ２とを積層・一体化するとき、ロック部８ｆから突出する駆動受８ｇが回転コネクタ２のロータ部材４に当接して押圧されることにより、ロック部８ｆが内方へ変位して保持部８ｂと回転体５の係止が自動的に解除される。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転コネクタとユニット化されて自動車のステアリング装置に組み込まれる舵角センサに係り、特に、舵角センサを回転コネクタとユニット化するまで、舵角センサの回転体を基準位置に保持するためのストッパ機構に関するものである。

舵角センサは、中空箱形状のハウジングと、このハウジングに回転可能に支持された回転体と、この回転体の外周面に設けられたコード板と、このコード板に対向配置されたフォトインタラプタ等の検出素子とで概略構成されており、ハウジングに対して回転体とコード板が一体的に回転すると、その回転情報が検出素子から出力されるようになっている。このように概略構成された舵角センサは、ハウジングをコラム側に固定すると共に回転体をハンドル側に連結した状態で自動車のステアリング装置に組み込まれ、中立位置を基準に正逆両方向に複数回転するハンドルの回転情報検出手段として使用される。この場合において、舵角センサはハンドルの１回転を越える回転角を検出する必要があるため、回転方向の基準位置となる絶対角を検出できるようになっており、かかる基準位置（絶対角０度）をハンドルの中立位置に合致させた状態でステアリング装置に組み込む必要がある。

そこで、舵角センサをステアリング装置に組み込むまで固定ピンを用いて回転体を基準位置に保持・拘束しておき、組み込み後に固定ピンを引き抜いて回転体の拘束を解除するようにしたストッパ機構が従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなストッパ機構を備えた舵角センサは、ハウジングの天板と底板およびコード板にそれぞれ貫通孔を形成すると共に、ハウジングの一方の貫通孔の周囲にゴム等からなるピンホルダを固着してあり、舵角センサの組立最終工程で固定ピンを各貫通孔に挿通してピンホルダに保持させることにより、ハウジングに対してコード板と回転体が絶対角０度の基準位置に維持されるようになっている。

また、この種の舵角センサはエアーバッグシステム等の電気的接続手段である回転コネクタと併用されることが多く、従来より、これら回転コネクタと舵角センサとを予め上下２段に積層・一体化したユニット品に組み立てておき、このユニット品の状態でステアリング装置へ組み込むようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。かかる従来技術では、回転コネクタのロータ部材と舵角センサの回転体のいずれか一方に係合突起が設けられると共に、いずれか他方に係合溝が設けられており、回転コネクタと舵角センサとをユニット化する場合は、ロータ部材と回転体の端面どうしを接合させて係合突起を係合溝に挿入することにより、ロータ部材と回転体と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ハウジングをねじ止め等で固定するようにしている。したがって、この特許文献２に開示されたユニット品に上記特許文献１に開示されたストッパ機構を適用すれば、舵角センサと回転コネクタをユニット化するまで、固定ピンによって舵角センサの回転体を基準位置に保持することができ、ユニット化した後に固定ピンを引き抜けば、固定ピンによる回転体の拘束を解除することができる。
特開２００６−１７６６３号公報 特開平１１−１３５２２１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来のストッパ機構付き舵角センサでは、ハウジングの一面に固着されたピンホルダに固定ピンを挿入し、この固定ピンをハウジング内に配置されたコード板の貫通孔を挿通してハウジングの他面側に突出させるようにしているため、固定ピンをハウジングとコード板の各貫通孔に挿入する作業が難しいという問題があり、しかも、コード板の所定位置に貫通孔を穿設する必要があるため、コードパターンの配列スペースが大きく制約を受けるという問題もあった。

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、着脱作業が簡単なストッパ機構を備えた舵角センサを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、貫通孔を有する回転体と、この回転体の外周面に設けられたコード板と、このコード板を内包して前記回転体を回転可能に支持するハウジングと、前記回転体に対して着脱可能なストッパ部材とを備え、前記ハウジングを回転コネクタのステータ部材の下側に積層・一体化することにより、前記回転コネクタのロータ部材と前記回転体とが同軸連結される舵角センサにおいて、前記ストッパ部材に、前記ハウジングの底面側で前記回転体と前記ハウジングを回転方向に拘束する拘束部と、前記貫通孔の一方の開口端から前記ハウジングの天面側に向かって挿入される保持部と、この保持部を前記回転体に取り付ける取着部と、前記保持部から前記ハウジングの天面よりも外方へ突出する駆動受とを形成し、前記ステータ部材の下側に前記ハウジングを積層・一体化するときに、前記ロータ部材の一部に前記駆動受を当接させて押圧することにより、前記取着部と前記回転体との取り付け状態が解除されるように構成した。

このように構成された舵角センサでは、ストッパ部材の保持部を回転体の貫通孔に挿入すると、取着部によって保持部が回転体に取り付けられると共に、拘束部によってハウジングに対する回転体の自由な回転が阻止されるため、舵角センサと回転コネクタとをユニット化するまでストッパ部材によって回転体を基準位置に保持することができる。そして、舵角センサと回転コネクタとを上下２段に積層・一体化してユニット品を組み立てるとき、保持部から外方へ突出する駆動受が回転コネクタのロータ部材に当接して押圧されることにより、取着部と回転体との取り付け状態が解除されて、保持部が貫通孔の底面側の開口端から外方へ押し出されるため、ストッパ部材をハウジングの底面側から簡単に取り外すことができる。

ここで、取着部は、回転体に保持部を取り付ける手段として機能するものであれば何でもよく、保持部に設けられて回転体に係止されるロック部が好適に用いられるが、その他の例として、保持部の外壁に設けられて、ハウジングを回転コネクタのステータ部材の下側に一体化するとき、回転体の貫通孔内壁に圧接されるような部材であってもよい。

上記の構成において、ストッパ部材の取着部は回転体に係止してステータ部材にハウジングを一体化したときに内方へ変位するロック部であり、ストッパ部材の保持部が円筒形状からなり、この保持部に軸方向へ延びる一対のスリットで挟まれた弾性片を形成すると共に、この弾性片の自由端側にロック部と駆動受を一体形成してあると、弾性片によってロック部の係止保持力を高めることができて好ましい。

この場合において、ロック部が回転体の端面に係止されるスナップ爪からなると共に、駆動受がこのスナップ爪から径方向内側へ向かって斜めに延びている構成にすることが好ましく、このような構成を採用すると、スナップ爪によってストッパ部材を簡単かつ確実に装着することができると共に、回転コネクタのロータ部材から受ける軸線方向の押圧力を駆動受で内径方向へ変換することにより、スナップ爪の係止を確実に解除してストッパ部材を簡単に取り外すことができる。

また、上記の構成において、ストッパ部材の拘束部は回転体をハウジングに対して回転方向に規制できるものであれば何でも良いが、この拘束部が、回転体の端面に形成された突起に挿入される切欠部と、ハウジングの底面に形成された一対の規制壁間に挿入される規制突起とを有しているものであれば好ましい。

本発明の舵角センサは、コード板を有する回転体に対して着脱可能なストッパ部材に拘束部と保持部および取着部とを形成してあり、この保持部を回転体の貫通孔に挿入すると、取着部が回転体に取り付けられると共に、拘束部によってハウジングに対する回転体の自由な回転が阻止されるため、舵角センサと回転コネクタとをユニット化するまでストッパ部材によって回転体を基準位置に保持することができる。そして、舵角センサと回転コネクタとを上下２段に積層・一体化してユニット品を組み立てるとき、保持部からハウジングの天面よりも外方へ突出する駆動受が回転コネクタのロータ部材に当接して押圧されることにより、取着部と回転体との取り付け状態が解除されて、保持部が貫通孔の底面側の開口端から外方へ押し出されるため、ストッパ部材をハウジングの底面側から簡単に取り外すことができる。

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舵角センサとストッパ部材および回転コネクタの斜視図、図２は該舵角センサにストッパ部材を装着した状態を示す背面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図４は該ストッパ部材の平面図、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図、図６は該舵角センサを回転コネクタにユニット化するときのストッパ部材の動作説明図である。

本実施形態例に係る舵角センサ１はハンドル（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あり、この舵角センサ１は回転コネクタ２の下面に積層・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。回転コネクタ２は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ものであり、ステータ部材であるステータハウジング３と、このステータハウジング３の中央に回転可能に支持された中空軸構造のロータ部材４と、これらステータハウジング３とロータ部材４の内部に収納・巻回された図示せぬ可撓性ケーブルとを備えている。ステータハウジング３の底面には複数の位置決めピン３ａが突出形成されており、ロータ部材４の底面には複数の係合溝４ａが形成されている。なお、図示省略されているが、この回転コネクタ２にはロータ部材４の自由な回転を阻止するロック部材が装着されており、回転コネクタ２をステアリング装置に組み込むまで、該ロック部材によってロータ部材４が回転中立位置に保持されるようになっている。

舵角センサ１は、中央に貫通孔５ａを有する合成樹脂製の回転体５と、この回転体５の外周面に一体形成されたコード板６と、回転体５を回転可能に支持するハウジング７とを備えており、回転体５に対して後述するストッパ部材８が着脱されるようになっている。回転体５の下端面にはキャンセル突起５ｂが形成されており、このキャンセル突起５ｂの回転領域には図示せぬターンシグナル用ストークスイッチのキャンセルカムが配置されている。そして、このキャンセルカムが回転動作中のキャンセル突起５ｂに当接して蹴飛ばされることにより、左折または右折方向へ揺動操作されたストークスイッチが中立位置に自動復帰するようになっている。また、図６に示すように、回転体５の上端面には複数の係合突起５ｃが形成されており、これら係合突起５ｃは回転コネクタ２のロータ部材４の底面に形成された係合溝４ａと係脱可能となっている。そして、後述するように、舵角センサ１と回転コネクタ２とをユニット化したとき、係合突起５ｃが対応する係合溝４ａ内に入り込むことにより、回転コネクタ２のロータ部材４と舵角センサ１の回転体５とが同軸上で連結されるようになっている。

ハウジング７は互いに接合・一体化される上ケース９と下ケース１０からなり、これら上ケース９と下ケース１０はいずれも合成樹脂で成形されている。上ケース９の外縁部には複数の位置決め孔９ａが形成されており、舵角センサ１と回転コネクタ２とをユニット化するとき、これら各位置決め孔９ａにステータハウジング３の各位置決めピン３ａが挿入されるようになっている。図３に示すように、コード板６はハウジング７によって覆われており、このコード板６には同心円上に配列された複数の遮光壁６ａが形成されている。図示省略されているが、ハウジング７の内部には複数のフォトインタラプタを実装した回路基板が収納されており、遮光壁６ａはフォトインタラプタの凹部を通過するようになっている。この回路基板にはコネクタ１１が実装されており、図１と図２に示すように、このコネクタ１１は下ケース１０の下面を挿通して下方へ突出している。また、下ケース１０の下面には一対の規制壁１０ａが形成されており、これら規制壁１０ａは回転体５の回転方向に沿って所定角度だけ離反している。

ストッパ部材８は合成樹脂の成形品であり、このストッパ部材８は舵角センサ１に対して着脱可能となっている。図４と図５に示すように、ストッパ部材８には、回転体５の貫通孔５ａより十分に大径な平板状の鍔部８ａと、この鍔部８ａの上面から起立する円筒状の保持部８ｂとが一体形成されている。鍔部８ａの外周縁には、回転体５のキャンセル突起５ｂに挿入される切欠部８ｃと、下ケース１０の両規制壁１０ａ間に挿入される規制突起８ｄとが形成されており、これら切欠部８ｃと規制突起８ｄによって回転体５の自由な回転を規制する拘束部が構成されている。保持部８ｂの外径は貫通孔５ａの内径よりも若干小さめに設定されており、保持部８ｂの高さは貫通孔５ａの軸方向の長さとほぼ同じに設定されている。この保持部８ｂには３つの弾性片８ｅが円周方向に１２０度の等間隔を保って形成されており、これら弾性片８ｅの両側には軸方向に延びるスリット１２が形成されている。また、各弾性片８ｅの上端（自由端）にはそれぞれ、外側へ突出するロック部８ｆと、このロック部８ｆから径方向内側へ向かって斜め上方に延びる駆動受８ｇとが一体形成されている。ロック部８ｆは保持部８ｂを回転体５に取り付けるための取着部であり、このロック部８ｆは回転体５の上端に係止してストッパ部材８の脱落を防止するスナップ爪として機能し、駆動受８ｇはこれらロック部８ｆと回転体５の係止を解除するロック解除部として機能する。

上記のごとく構成された舵角センサ１は予め回転コネクタ２の下面に積層・一体化されて１つのユニット品として取り扱われ、このユニット品の状態で自動車のステアリング装置へ組み込まれるが、かかる舵角センサ１と回転コネクタ２のユニット化に際して、コード板６を有する回転体５は回転コネクタ２のロータ部材４に対して回転方向に位置合わせした状態で連結される必要がある
そこで、舵角センサ１の製造工程では、ハウジング７に対してコード板６と回転体５を絶対角０度の基準位置に位置合わせした後、ストッパ部材８の保持部８ｂを回転体５の貫通孔５ａの下部開口端から挿入する。そして、ストッパ部材８をさらに押し込んで駆動受８ｇが貫通孔５ａの上部開口端から突出すると、保持部８ｂの挿入方向の先端側に位置する各ロック部８ｆが回転体５の上端にスナップ係止されるため、図２と図３に示すように、ストッパ部材８は回転体５からの脱落が防止された状態で舵角センサ１に装着される。かかる装着状態において、ストッパ部材８の鍔部８ａに形成された拘束部のうち、切欠部８ｃが回転体５のキャンセル突起５ｂに挿入されると共に、規制突起８ｄが下ケース１０の両規制壁１０ａ間に挿入されるため、ハウジング７（下ケース１０）に対する回転体５の自由な回転が阻止される。したがって、舵角センサ１の搬送中等において、ハウジング７に対して回転体５がみだりに回転することはなく、そのままの状態を回転コネクタ２とユニット化するまで維持することができる。

舵角センサ１と回転コネクタ２とをユニット化する場合は、ストッパ部材８を装着したままの舵角センサ１を回転コネクタ２の下面に近づけ、舵角センサ１の上ケース９に形成された位置決め孔９ａに回転コネクタ２のステータハウジング３に突設された位置決めピン３ａを挿入すると共に、舵角センサ１の回転体５の上端面から突出している駆動受８ｇを回転コネクタ２のロータ部材４の軸孔に挿入する。このとき、回転コネクタ２のロータ部材４は図示せぬロック部材によって回転中立位置に保持されており、舵角センサ１の回転体５はストッパ部材８によって基準位置に保持されているため、ロータ部材４の底面に形成された係合溝４ａと回転体５の上端面に形成された係合突起５ｃとが対向する。この状態のまま舵角センサ１を回転コネクタ２の下面に押し付けると、図６（ａ）に示すように、ロータ部材４の下部開口端に当接する駆動受８ｇが軸線方向の押圧力を受けることにより、駆動受８ｇとロック部８ｆが弾性片８ｅの基端側を支点に内方（矢印Ａ方向）へ変位し、さらに舵角センサ１を回転コネクタ２の下面に押し付けると、図６（ｂ）に示すように、ロック部８ｆが回転体５の上端面から外れて内周面へと移行し、この時点でストッパ部材８の回転体５に対するスナップ係止は解除される。また、この時点で係合溝４ａ内に係合突起５ｃが入り込むため、回転コネクタ２のロータ部材４と舵角センサ１の回転体５とが同軸上で連結され、さらに、回転コネクタ２のステータハウジング３と舵角センサ１のハウジング７とをスナップ止めやねじ止め等で固定することにより、舵角センサ１と回転コネクタ２とが積層・一体化されて１つのユニット品となる。しかる後、ストッパ部材８の鍔部８ａを摘んで下ケース１０の底面側から離反させると、すでに回転体５とのスナップ係止が解除されている保持部８ｂを貫通孔５ａから簡単に引き抜くことができ、回転体５はハウジング７に対して自由に回転できる状態となる。

そして、このようにユニット化した舵角センサ１と回転コネクタ２を自動車のステアリング装置に組み込んだ後、回転コネクタ２から前述したロック部材を取り外すことにより、ロータ部材４はステータハウジング３に対して回転自在となる。したがって、使用に際して運転者がハンドルを時計または反時計方向へ回転操作すると、ハンドルの回転に連動してロータ部材４と回転体５が一体的に回転し、回転コネクタ２と舵角センサ１がそれぞれ動作する。すなわち、回転コネクタ２については、ロータ部材４が回転することによって可撓性ケーブル（図示せず）が巻き締めあるいは巻き戻され、舵角センサ１については、回転体５とコード板６が回転することによってフォトインタラプタ（図示せず）から回転量の検出信号が出力される。

このように本実施形態例に係る舵角センサ１は、コード板６を有する回転体５に対してストッパ部材８を着脱可能となし、このストッパ部材８に拘束部（切欠部８ｃと規制突起８ｄ）と保持部８ｂおよびロック部８ｆとを形成してあり、保持部８ｂを回転体５の貫通孔５ａに挿入すると、ロック部８ｆによって保持部８ｂが回転体５の上端面に係止されると共に、拘束部によってハウジング７に対する回転体５の自由な回転が阻止されるため、舵角センサ１と回転コネクタ２とをユニット化するまでストッパ部材８によって回転体５を基準位置に保持することができる。そして、舵角センサ１と回転コネクタ２とを積層・一体化してユニット品を組み立てるとき、ロック部８ｆから突出する駆動受８ｇが回転コネクタ２のロータ部材４に当接して押圧されることにより、ロック部８ｆが内方へ変位して保持部８ｂと回転体５の係止が自動的に解除されるため、ストッパ部材８をハウジング７の底面側から簡単に取り外すことができる。

また、ストッパ部材８の保持部８ｂに軸方向へ延びる一対のスリット１２で挟まれた弾性片８ｅを形成し、この弾性片８ｅの自由端側にロック部８ｆと駆動受８ｇとを一体形成したため、弾性片８ｅによってロック部８ｆの係止保持力を高めることができる。しかも、駆動受８ｇがスナップ爪からなるロック部８ｆから径方向内側へ向かって斜めに延びているため、回転体５の貫通孔５ａに挿入した保持部８ｂを回転体５の上端面に簡単かつ確実にスナップ係止できると共に、回転コネクタ２のロータ部材４から受ける軸線方向の押圧力を駆動受８ｇで内径方向へ変換することにより、ロック部８ｆと回転体５の係止を確実に解除してストッパ部材８を簡単に取り外すことができる。

なお、上記実施形態例では、取着部としてロック部を備えた例を示したが、その他の取着部の構成例として、外径が貫通孔の内径よりも若干小さめに設定された保持部に、複数の弾性片が、ハウジングの天面側に基端部を有すると共にハウジングの底面側に自由端を有しかつ末広がりになるように形成され、その自由端側が貫通孔の内壁を圧接する寸法に形成されるような構成例であってもよい。また、他の取着部の構成例として、外径が貫通孔の内径よりも若干小さめに設定された保持部の外壁に、複数の突条部が、舵角センサの回転軸方向においてハウジングの天面側から底面側にかけてその高さ寸法が徐々に大きくなってハウジングの底面側で貫通孔の内壁を圧接する寸法に形成されるような構成例であってもよい。さらに、他の取着部の構成例として、外径が貫通孔の内径よりも若干小さめに設定された保持部の外壁に、肉盛り部が、ハウジングの天面側から底面側にかけて外径寸法が徐々に大きくなりハウジングの底面側で貫通孔の内壁を圧接する寸法に形成されるような構成例であってもよい。

本発明の実施形態例に係る舵角センサとストッパ部材および回転コネクタの斜視図である。 該舵角センサにストッパ部材を装着した状態を示す背面図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 該ストッパ部材の平面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 該舵角センサを回転コネクタにユニット化するときのストッパ部材の動作説明図である。

符号の説明

１ 舵角センサ
２ 回転コネクタ
３ ステータハウジング（ステータ部材）
３ａ 位置決めピン
４ ロータ部材
４ａ 係合溝
５ 回転体
５ａ 貫通孔
５ｂ キャンセル
５ｃ 係合突起
６ コード板
７ ハウジング
８ ストッパ部材
８ａ 鍔部
８ｂ 保持部
８ｃ 切欠部
８ｄ 規制突起
８ｅ 弾性片
８ｆ ロック部（取着部）
８ｇ 駆動受
９ 上ケース
９ａ 位置決め孔
１０ 下ケース
１０ａ 規制壁
１１ コネクタ
１２ スリット

Claims (4)

1. 貫通孔を有する回転体と、この回転体の外周面に設けられたコード板と、このコード板を内包して前記回転体を回転可能に支持するハウジングと、前記回転体に対して着脱可能なストッパ部材とを備え、前記ハウジングを回転コネクタのステータ部材の下側に積層・一体化することにより、前記回転コネクタのロータ部材と前記回転体とが同軸連結される舵角センサであって、
   前記ストッパ部材に、前記ハウジングの底面側で前記回転体と前記ハウジングを回転方向に拘束する拘束部と、前記貫通孔の一方の開口端から前記ハウジングの天面側に向かって挿入される保持部と、この保持部を前記回転体に取り付ける取着部と、前記保持部から前記ハウジングの天面よりも外方へ突出する駆動受とを形成し、
   前記ステータ部材の下側に前記ハウジングを積層・一体化するときに、前記ロータ部材の一部に前記駆動受を当接させて押圧することにより、前記取着部と前記回転体との取り付け状態が解除されるようにしたことを特徴とする舵角センサ。
2. 請求項１の記載において、前記取着部は、前記回転体に係止して前記ステータ部材に前記ハウジングを一体化したときに内方へ変位するロック部であり、前記保持部が円筒形状からなり、この保持部に軸方向へ延びる一対のスリットで挟まれた弾性片を形成すると共に、この弾性片の自由端側に前記ロック部と前記駆動受を一体形成したことを特徴とする舵角センサ。
3. 請求項２の記載において、前記ロック部が前記回転体の端面に係止されるスナップ爪からなると共に、前記駆動受が前記スナップ爪から径方向内側へ向かって斜めに延びていることを特徴とする舵角センサ。
4. 請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記拘束部が、前記回転体の端面に形成された突起に挿入される切欠部と、前記ハウジングの底面に形成された一対の規制壁間に挿入される規制突起とを有していることを特徴とする舵角センサ。

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