JP2002542598A - 耐水電気コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 クロックスプリング内に存在する電気結合部を破壊しないように、液体及び加圧液体、特に水を密閉するための密閉部材を有するクロックスプリングといった電気コネクタ。一実施形態において、クロックスプリングは密閉部材を有しており、ここで、密閉部材は、液体がクロックスプリング内に存在する電気接続部を損傷させることを防止している。別の実施形態において、クロックスプリングは、ハウジング、カバー、外径回路基板に取り付けられた電気リボンケーブル、ハウジングと外径回路基板との間に位置決めされた密閉部材とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、自動車の応用で使用される回動トランスデューサ又はクロックスプ
リングのような電気コネクタに関するものである。本発明は、さらに詳しくは、
加圧液体及び非加圧液体（特に、水）からクロックスプリングといった電気コネ
クタの内部回路接続部を密閉する点に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】

全セーフティプログラムの一部材としてエアバックを有する自動車の台数が増
加している。エアバックが、自動車の最も重要な安全性の特徴部であるとしてま
すます見なされている。クロックスプリングは、ステアリングホイールに位置決
めされたエアバッグと自動車の他の場所に位置決めされた静止クラッシュ衝撃セ
ンサとの間の回動電気接続部である。よって、エアバッグが展開する場合には、
電気信号がクロックスプリング内に収納された電気回路及び電気接続部を介して
、クラッシュセンサからエアバックアセンブリに送られる。よって、クロックス
プリング内に収納された電気接続部に欠陥がないこと最重要となっている。

【０００３】 自動車産業における現在の傾向は、多くの人気を博し売れている自動車のモデ
ルのコンバーティブル版を製造することである。コンバーティブル自動車は、屋
根を有しないか又は屋根を移動可能とする自動車である。多くの場合において、
自動車の内部が環境要素にさらされている。環境要素には、雨、霧、雪、洗車時
のホースからの加圧水、又は戸外で見られるような全ての他の要素が含まれる可
能性がある。コンバーティブル自動車は、運転することが楽しい自動車として販
売されており、かつ個人専用自動車としてますます購入されている。よって、コ
ンバーティブル自動車は、四季全ての期間での通年使用に直面している。さらに
、多くのコンバーティブル自動車が車庫入れされず、路上駐車されている。

【０００４】 自動車において近年流行のエアバッグの使用と組合わさった場合に、コンバー
ティブル自動車は、特別な新たな危険性について指摘されている。すなわち、コ
ンバーティブル自動車の内部が環境要素にさらされた後に、必要な場合にエアバ
ッグが展開するように、クロックスプリングを収納する電気接続部に対して欠陥
がないように維持しなければならない。少なくとも、新たなクロックスプリング
を損傷したクロックスプリングと置換できるように自動車のステアリングコラム
を分解する必要があるので、汚染した電気接続部を有するクロックスプリングは
有害なものである。ステアリングコラムでの自動車修理作業は複雑であることか
ら、このような汚染したクロックスプリングの置換には費用がかかりかつ修理す
るのに時間がかかる。

【０００５】 出願人が認識しているコンバーティブル自動車の応用において、通常のクロッ
クスプリングを使用することで課せられる問題点を開示又は示唆している従来技
術について現在のところ出願人は知らない。

【０００６】 よって、環境で見られる加圧液体及び非加圧液体の侵入によりクロックスプリ
ング内に収納された電気接続部が汚染されることを防止したクロックスプリング
に対して必要性がある。

【０００７】 さらに、電気コネクタに対しての耐水性化合物の使用は、他の自動車の応用に
対しても利益があり、かつ自動車ではない応用に対しても以下の記載を再検討す
ることで理解されよう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本発明の目的は、環境において見られる加圧液体及び非加圧液体がクロックス
プリング内に収納された電気接続部を汚染することに耐える能力を有するクロッ
クスプリングといった電気コネクタを提供することである。

【０００９】 本発明の一形態において、クロックスプリングが密閉部材を有している。

【００１０】 本発明のさらに別の形態において、クロックスプリングが、孔を形成するよう
に該ハウジングに取り付けられたカバーとハウジングとを有している。孔内には
、電気リボンケーブルが配置されている。回路基板がハウジングとカバーとの間
に取り付けられている。ここで、回路基板が電気リボンケーブルに結合されてい
る。密閉部材が、ハウジング及びカバーの何れか一方又は双方と回路基板との間
に位置決めされている。

【００１１】 本発明の他の形態において、クロックスプリングは、ハウジングとハウジング
に取り付けられたカバーとを有し、それらの間で孔を形成している。ハブが、ハ
ウジング及びカバーの何れか一方又は双方に回動可能に取り付けられている。第
１端部及び第２端部を有する電気リボンケーブルが、孔内に取り付けられている
。外径回路基板が、前記電気リボンケーブルの第１端部に接続されている。外径
回路基板がハウジングとカバーとの間に取り付けられている。第１密閉部がハウ
ジングと外径回路基板との間に位置決めされている。第２密閉部が外径回路基板
とカバーとの間に位置決めされている。内径回路基板が電気リボンケーブルの第
２端部に接続されている。内径回路基板がハブ上に取り付けられている。クリッ
プがハブ上に取り付けられている。第３密閉部がハブと内径回路基板との間に位
置決めされている。第４密閉部が内径回路基板とクリップとの間に位置決めされ
ている。

【００１２】 よって、本出願人の発明は、上述した目的を達成している。本出願人の発明は
、加圧液体又は非加圧液体（特に、水）によってクロックスプリング内に収納さ
れた電気接続部が汚染されることを防止するクロックスプリングを提供している
。屋根を下方にして雨にさらされるコンバーティブル自動車は、欠陥がないよう
に維持されたクロックスプリング内に電気接続部を有している。従って、過酷な
環境であっても、クロックスプリングコネクタが適切に機能し、かつ必要な場合
にエアバッグが膨張することが可能となる。従来技術には本発明の如きクロック
スプリングを開示していない。

【００１３】 本出願人は、本発明の概念を、事実上、自動車の乗客区画（passenger compar
tment）内の各電気接続部に使用可能であることを認識している。何ら制限しな
い具体例として、方向指示スターク（directional stalk）内に埋設された多機
能スイッチが、自動車のステアリングコラムに結合されている。この多機能スイ
ッチは、本発明のクロックスプリングにおけるように、多機能スイッチを耐水に
するように密閉部材を使用することが可能である。

【００１４】

【発明の実施の形態】

本発明のより完全な認識とその多くの付随する有利点とが、添付の図面ととも
に考慮し以下の詳細な説明を参照することで、容易に得られ、同様によりよく理
解できよう。

【００１５】 図面を参照すると（各図、より詳細には図１〜図８を通して、共通の部材又は
対応する部材には同様の符号を付している）、本発明の実施形態は複数の密閉部
を有するクロックスプリング１０であって、それは図面に示されている。図１は
、ハウジング２０，カバー３０，ハブ４０，クリップ１０４，内径回路基板７０
，外径回路基板８０，第１密閉部９０，第２密閉部１００，及び電気リボンケー
ブル６０を有するクロックスプリング１０の側断面図である。米国特許第 5,460
,535 号明細書（この内容は本発明に含まれる）に開示されているように、各回
路基板は導電性トレースをインサートモールドさせたプラスチック基板から形成
してもよいことが理解されよう。ハウジング２０とクロックスプリング１０のカ
バー３０とは、従来のクロックスプリングで見られるようなハウジングとカバー
と変わらないものである。カバー３０がハウジング２０に取り付けられる場合に
、孔５０がカバー３０とハウジング２０との間に存在している。ハブ４０が、孔
５０内に回動可能に取り付けられ、かつ静止ハウジング２０とカバー３０に対し
て回動する。電気リボンケーブル６０が、孔５０内に取り付けられ、かつハブ４
０とカバー３０とハウジング２０とにより境界が定められている。電気リボンケ
ーブル６０は、２つの終端部である第１端部と第２端部（第１端部及び第２端部
は各図に示していない）を有している。電気リボンケーブル６０の第１端部が外
径回路基板８０に取り付けられている。電気リボンケーブル６０の第２端部が内
径回路基板７０に取り付けられている。内径回路基板７０がハブ４０に取り付け
られている。さらに、クリップ１０４がハブ４０に取り付けられ、かつハブ４０
に対する内径回路基板７０の取付けを維持している。好適な実施形態において、
クリップ１０４は、電気ワイヤを容易にはずれないようにつなぐために、内径回
路基板７０に対して相補的な形状を有するプラスチック部材である。ワイヤハー
ネス１３０は、一端において内径回路基板７０に接続され、他端においてエアバ
ッグアセンブリに取り付けられている。ハウジング２０が自動車の静止ステアリ
ングコラムに取り付けられている。

【００１６】 外径回路基板８０が、ハウジング２０とカバー３０との間に取付けられている
。外径回路基板８０の導線８２と電気リボンケーブル６０の第１端部の導線との
間の露出した電気接続部をカバーしかつ密閉するように、第１密閉部９０がハウ
ジング２０と外径回路基板８０との間に位置決めされるように図示されている。
外径回路基板８０の導線８２と電気リボンケーブル６０の第１端部の導線との間
で露出した接続部をカバーしかつ密閉するように、第２密閉部１００が外径回路
基板８０とカバー３０との間に位置決めされている。

【００１７】 図２は、クロックスプリング１０の上面図である。図２は、クロックスプリン
グ１０に取り付けられかつカバー３０により保持されたハブ４０を示している。
内径回路基板７０がワイヤハーネス１３０が除去された状態で示されている。内
径回路基板７０の導線と電気リボンケーブル６０の第２端部の導線との間の電気
接続部をカバーしかつ密閉するように、第３密閉部１１０がハブ４０と内径回路
基板７０との間に位置決めされている。クリップ１０４が、ハブ４０に対して内
径回路基板７０を維持するように図示されている。さらに、クリップ１０４がハ
ブ４０に取り付けられている。ハブ４０は、クリップ１０４を捕らえて離さずか
つクリップ１０４を介して内径回路基板７０をハブ４０の中心側へと押し付ける
複数の舌部を有している。カバー３０が視界を遮っているので、前記各舌部は図
２及び図４において見ることができない。内径回路基板７０の導線と電気リボン
ケーブル６０の第２端部の導線との間の電気接続部をカバーしかつ密閉するよう
に、第４密閉部１２０がクリップ１０４と内径回路基板７０との間に位置決めさ
れている。

【００１８】 図３は、クロックスプリング１０の下面図である。図３は、ハウジング２０と
ハブ４０とを示している。図３は、さらに、自動車の他の導線に接続するために
用意されたハウジング２０から出ている外径回路基板８０の複数の導線８２を示
している。さらに、第１密閉部９０の部分が図示されており、該第１密閉部を介
して各導線８２が突出している。

【００１９】 図４は、ハブ４０内に位置決めされた際の内径回路基板７０を取り囲む領域を
示す図２の詳細図である。クリップ１０４は、ハブ１０４の舌部により内径回路
基板７０に対して押し付けるように取り付けられている（各舌部は図示していな
い）。図１に示したように、ワイヤハーネス１３０が除去されている。第３密閉
部１１０が、ハブ４０と内径回路基板７０との間に位置決めされている。第４密
閉部１２０が、内径回路基板７０とクリップ１０４との間に位置決めされている
。

【００２０】 図５は、ハブ４０とクリップ１０４が図面から除去された状態の図４の５−５
線に沿って得られた内径回路基板７０の詳細側面図である。第４密閉部１２０が
透明であることにより、内径回路基板７０上の回路トレース７２が明瞭とされて
いる。しかしながら、他の実施形態では、密閉部１２０は透明材料から成る必要
がない。

【００２１】 図６は、図１の外径回路基板８０の周囲の領域の詳細部分断面図である。ハブ
４０がハウジング２０及びカバー３０により孔５０に保持されている。外径回路
基板８０は、その一側で第１密閉部９０によりかつ他側で第２密閉部１００によ
りカバーされかつ密閉され電気リボンケーブル６０の第１端部の導線との電気接
続部を有している。

【００２２】 図７は、図３の７−７線に沿って得られた外径回路基板８０の詳細な部分側断
面図である。外径回路基板８０に接続する導線８２が細線で示されている。ハウ
ジング２０は、導線８２の各側方を長手方向に沿って保護するように示されてい
る。第１密閉部９０が外径回路基板８０とハウジング２０との間に位置決めされ
、かつ第２密閉部１００がカバー３０と外径回路基板８０との間に位置決めされ
ている。

【００２３】 図８は、外径回路基板８０の領域での図３の詳細図である。第１密閉部９０を
貫通する５本の導線８２が図示されている。密閉部９０が、導線８２とハウジン
グ２０との間に部分的に位置決めされるように示されている。

【００２４】 上述したように、各密閉部９０，１００，１１０，１２０が、クロックスプリ
ング１０内の全て露出した回路をカバーしかつ密閉している。各密閉部９０，１
００，１１０，１２０は、好ましくは、シリコーンといった材料（例えば、Brya
nt Rubber Corporation 製のEXP1011及びEXP1012）から成っている。各密閉部の
材料が、各密閉部に隣接する各部材の表面間の全ての孔をふさぐ可能性がある。
各密閉部により、密閉材料自体を介しての液体の漏れが防止され、かつ密閉部の
各接触表面と密閉部と隣接する各部材との間で形成されるインターフェイスを介
しての液体の漏れが防止される。

【００２５】 本出願人は、クロックスプリングを耐水とする全ての材料が適切な密閉材料で
あることに言及している。さらに、本出願人は、以下の材料及び方法もクロック
スプリングを耐水とする問題を解消していることに言及している。すなわち、ク
ロックスプリング内で全ての露出した回路をエポキシコーティングすること、回
路基板の全ての露出した回路を回路基板の材料でオーバーモールドすること、及
び、クロックスプリング内の全ての露出した回路をカバーしかつ密閉するために
ゴム又はシリコーンを使用することである。

【００２６】 本出願人の開示で説明したように、密閉機能は露出した回路の位置でのみ行わ
れるので、本出願人の発明は、カバー３０とハウジング２０との相互接触面間に
配置すべき密閉材料を必要としない。よって、本出願人の発明によると、密閉機
能を果たすために、最小量の密閉材料が必要とされるものである。

【００２７】 明らかなことであるが、本発明の多様な変形及び変更が上記技術に照らして可
能である。例えば、上述した各密閉部は、自動車についての応用例及び自動車で
はない応用例のための多くの別の電気コネクタに対して使用可能である。従って
、特許請求の範囲内で、本発明がここで特別に記載されたものとは別の方法によ
り実行されてもよいことは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ハウジング、カバー、電気リボンケーブル、ハブを示すクロック
スプリングの側断面図である。

【図２】 図１のクロックスプリングの上面図である。

【図３】 図１のクロックスプリングの下面図である。

【図４】 内径回路基板と密閉部材とを示す図２の詳細図である。

【図５】 図４の５−５線に沿って切り取られた内径回路基板の詳細側面図
である。

【図６】 外径回路基板と密閉部材とを示す図１の詳細部分断面図である。

【図７】 図３の７−７線に沿って切り取られた外径回路基板の詳細側面図
である。

【図８】 外径回路基板の位置におけるハウジングと密閉部材とを示す図３
の詳細図である。

【符号の説明】

２０ ハウジング ３０ カバー ４０ ハブ ５０ 孔 ６０ 電気リボンケーブル ７０ 内径回路基板 ８０ 外径回路基板 ９０ 第１密閉部（密閉部材） １００ 第２密閉部（密閉部材） １０４ クリップ １１０ 第３密閉部（密閉部材） １２０ 第４密閉部（密閉部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ジョン・エワース アメリカ合衆国・イリノイ・62349・ロレ イン・ボックス・110・アール・アール・ １ Ｆターム(参考） 3D054 EE56 5E087 EE11 JJ05 LL03 LL04 LL14 LL16 MM08 QQ04 RR12

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉部材と、 ハウジングと、 前記ハウジングとの間に孔を形成する前記ハウジングに取り付けられたカバー
   と、 前記構内に取り付けられた電気リボンケーブルと、 前記電気リボンケーブルに接続され、かつ前記ハウジングと前記カバーとの間
   に取り付けられた回路基板と、 を備えて成り、 前記密閉部材が、前記カバーと前記ハウジングとの少なくとも一方と前記回路
   基板との間に位置決めされていることを特徴とするクロックスプリング。
2. 【請求項２】 前記密閉部材が、シリコーン材料から成ることを特徴とする
   請求項１記載のクロックスプリング。
3. 【請求項３】 前記密閉部材が、ゴム材料から成ることを特徴とする請求項
   １記載のクロックスプリング。
4. 【請求項４】 前記密閉部材が、エポキシ材料から成ることを特徴とする請
   求項１記載のクロックスプリング。
5. 【請求項５】 ハウジングと、 前記ハウジングとの間に孔を形成しかつ前記ハウジングに取り付けられたカバ
   ーと、 第１端部を有し、かつ前記孔内に取り付けられた電気リボンケーブルと、 前記電気リボンケーブルの前記第１端部に接続され、かつ前記ハウジングと前
   記カバーとの間に取り付けられた外径回路基板と、 前記ハウジングと前記外径回路基板との間に位置決めされた第１密閉部と、 を備えることを特徴とするクロックスプリング。
6. 【請求項６】 前記外径回路基板と前記カバーとの間に位置決めされた第２
   密閉部をさらに備えることを特徴とする請求項５記載のクロックスプリング。
7. 【請求項７】 前記ハウジングと前記カバーの少なくとも一方に回動可能に
   取り付けられたハブをさらに備えることを特徴とする請求項６記載のクロックス
   プリング。
8. 【請求項８】 前記電気リボンケーブルが第２端部を有していることを特徴
   とする請求項７記載のクロックスプリング。
9. 【請求項９】 前記電気リボンケーブルの前記第２端部に接続された内径回
   路基板をさらに備えることを特徴とする請求項８記載のクロックスプリング。
10. 【請求項１０】 前記内径回路基板が、前記ハブ上に取り付けられているこ
    とを特徴とする請求項９記載のクロックスプリング。
11. 【請求項１１】 前記ハブに取り付けられたクリップをさらに備えることを
    特徴とする請求項１０記載のクロックスプリング。
12. 【請求項１２】 前記ハブと前記内径回路基板との間に位置決めされた第３
    密閉部をさらに備えることを特徴とする請求項１１記載のクロックスプリング。
13. 【請求項１３】 前記内径回路基板と前記クリップとの間に位置決めされた
    第４密閉部をさらに備えることを特徴とする請求項１２記載のクロックスプリン
    グ。
14. 【請求項１４】 前記第１密閉部がシリコーン材料から成ることを特徴とす
    る請求項５記載のクロックスプリング。
15. 【請求項１５】 前記第１密閉部がゴム材料から成ることを特徴とする請求
    項５記載のクロックスプリング。
16. 【請求項１６】 前記第１密閉部がエポキシ材料から成ることを特徴とする
    請求項６記載のクロックスプリング。
17. 【請求項１７】 密閉部材と、 ハウジングと、 回路基板と、 前記回路基板に接続された電気ケーブルと、 を備えるクロックスイッチであり、前記密閉部材が前記回路基板と前記ハウジン
    グとの間に位置決めされているクロックスイッチを自動車の乗客区画内に位置決
    めしたクロックスプリング。
18. 【請求項１８】 前記密閉部材がシリコーン材料から成ることを特徴とする
    請求項１７記載のクロックスプリング。
19. 【請求項１９】 前記密閉部材がゴム材料から成ることを特徴とする請求項
    １７記載のクロックスプリング。
20. 【請求項２０】 前記密閉部材がエポキシ材料から成ることを特徴とする請
    求項１７記載のクロックスプリング。