JP2003324836A - スパイラルケーブル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】筐体と内筒とがフレキシブルフラットケーブル
の巻回範囲を超えて相対回転可能なスパイラルケーブル
装置を提供する。 【解決手段】筒状の筐体２６と、筐体２６に対して相対
回転可能に設けられた内筒２７と、一端が内筒２７に接
続され、他端が筐体２６に接続されたフレキシブルフラ
ットケーブル２８を備えている。フレキシブルフラット
ケーブル２８は、筐体２６と内筒２７とが許容された相
対回転角を超えれば、断線されるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスパイラルケーブル
装置に関する。このスパイラルケーブル装置は、自動車
の伝達比可変操舵装置等に用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平１０−１６４７４５号公報
にスパイラルケーブル装置が開示されている。このスパ
イラルケーブル装置は、図１２に示すように、筒状の筐
体９０と、この筐体９０の内側に筐体９０に対して相対
回転可能に設けられた内筒９１と、一端が内筒９１に接
続されて内筒９１の周囲に巻回され、他端が筐体９０に
接続されたフレキシブルフラットケーブル９２とを備え
たものである。フレキシブルフラットケーブル９２は、
複数のリード線を可撓性のある樹脂により絶縁被覆して
なるものである。

【０００３】このスパイラルケーブル装置は、自動車の
伝達比可変操舵装置、エアバッグ装置等、互いに相対回
転する部材を電気的に接続するために用いられる。例え
ば、このスパイラルケーブル装置が自動車の伝達比可変
操舵装置に用いられる場合、筐体９０が車体に保持さ
れ、内筒９１が伝達比可変操舵装置のハウジングに固定
される。また、フレキシブルフラットケーブル９２の一
端はターミナル９３により内筒９１に接続されており、
内筒９１から延出するリード線は伝達比可変操舵装置の
モータのステータ等に接続される。他方、フレキシブル
フラットケーブル９２の他端はターミナル９４により筐
体９０に接続されており、筐体９０から延出するリード
線は車体のバッテリ及びＥＣＵ（電子制御装置）に接続
される。こうして、このスパイラルケーブル装置では、
筐体９０と内筒９１とが互いに相対回転したとしても、
その相対回転角度がフレキシブルフラットケーブル９２
の巻回範囲にあるのであれば、バッテリ及びＥＣＵ（電
子制御装置）とモータのステータ等とを電気的に接続す
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のス
パイラルケーブル装置では、フレキシブルフラットケー
ブル９２が伸張不能なものであるため、非常時等に筐体
９０と内筒９１との相対回転がフレキシブルフラットケ
ーブル９２によって制限を受ける場合がある。

【０００５】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たものであり、筐体と内筒とがフレキシブルフラットケ
ーブルの巻回範囲を超えて相対回転可能なスパイラルケ
ーブル装置を提供することを解決すべき課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のスパイラルケー
ブル装置は、筒状の筐体と、該筐体の内側に該筐体に対
して相対回転可能に設けられた内筒と、一端が該内筒に
接続されて該内筒の周囲に巻回され、他端が該筐体に接
続され、複数のリード線を絶縁被覆してなるフレキシブ
ルフラットケーブルとを備えたスパイラルケーブル装置
において、前記フレキシブルフラットケーブルは、前記
筐体と前記内筒とが許容された相対回転角を超えれば、
切断可能に構成されていることを特徴とする。

【０００７】本発明のスパイラルケーブル装置では、筐
体と内筒とが許容された相対回転角を超えれば、フレキ
シブルフラットケーブルが切断される。このため、フレ
キシブルフラットケーブルが切断された後は、筐体と内
筒との相対回転がフレキシブルフラットケーブルによっ
て制限されない。

【０００８】フレキシブルフラットケーブルは、筐体と
内筒とが許容された相対回転角を超えて離反するコネク
タを有することが好ましい。こうであれば、フレキシブ
ルフラットケーブルの切断がコネクタの離反によって実
現される。この場合、一度離反したコネクタを再度結合
すれば、スパイラルケーブル装置を容易に元の状態に復
帰させることができる。コネクタは、フレキシブルフラ
ットケーブルの途中であってもよく、フレキシブルフラ
ットケーブルの一端とターミナルとの間でもよく、フレ
キシブルフラットケーブルの他端とターミナルとの間で
もよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態を図面を参照しつつ説明する。

【００１０】実施形態のスパイラルケーブル装置は、図
１に示すステアリング装置の伝達比可変操舵装置１に用
いられるものである。ステアリング装置は、車両の操舵
ハンドル７０が入力軸としての上部ステアリングシャフ
ト７１の上端に図示しない等速ジョイントを介して接続
されている。また、上部ステアリングシャフト７１の下
端と、出力軸としての下部ステアリングシャフト７２の
上端とが伝達比可変操舵装置１を介して接続されてい
る。

【００１１】また、下部ステアリングシャフト７２の下
端には図示しない等速ジョイントを介して図示しないピ
ニオンが設けられ、このピニオンがステアリングギヤボ
ックス７３内においてラック７４に噛合されている。ラ
ック７４の両端にはそれぞれタイロッド７５の一端が接
続されるとともに、各タイロッド７５の他端にはナック
ルアーム７６を介して転舵輪７７が接続されている。

【００１２】さらに、上部ステアリングシャフト７１に
は操舵ハンドル７０の操舵角を検出する舵角センサ７８
が設けられ、下部ステアリングシャフト７２には転舵輪
７７の転舵角を検出する転舵角センサ７９が設けられて
いる。これら舵角センサ７８及び転舵角センサ７９によ
り検出された操舵ハンドル７０の操舵角及び転舵輪７７
の転舵角はＥＣＵ８０に入力されるようになっている。
ＥＣＵ８０には、車両速度を検出する車速センサ８１か
ら出力される車両速度も入力されるようになっている。
そして、ＥＣＵ８０は、伝達比可変操舵装置１に対し
て、この伝達比可変操舵装置１を制御するための制御信
号を出力するようになっている。

【００１３】伝達比可変操舵装置１を図２に拡大して示
す。この伝達比可変操舵装置１は、一体に結合されてい
るハウジング６〜８内に、ロック機構３、モータ４及び
ギヤ機構としての波動歯車機構５が設けられ、ハウジン
グ６外にはスパイラルケーブル装置２が設けられてい
る。そして、上部ステアリングシャフト７１の下端７１
ａと、下部ステアリングシャフト７２の上端７２ａとが
伝達比可変操舵装置１に接続されている。

【００１４】ハウジング６の上部ステアリングシャフト
７１側には筒状の嵌合部６ａが形成されている。この嵌
合部６ａに上部ステアリングシャフト７１の下端７１ａ
が板バネ６ｂを介して嵌合されており、これによりハウ
ジング６と上部ステアリングシャフト７１とが一体とし
て回転するようになっている。

【００１５】モータ４はハウジング７内に固定されるモ
ータハウジング１０を有している。モータハウジング１
０はモータハウジング本体１０ａとモータエンドプレー
ト１０ｂとからなる。モータハウジング本体１０ａは、
中央に軸孔１０ｃをもつカップ状をなし、ハウジング７
に固定されている。このモータハウジング本体１０ａの
上部ステアリングシャフト７１側には、モータハウジン
グ本体１０ａの開口部を塞ぐようにモータエンドプレー
ト１０ｂが固定されている。モータハウジング本体１０
ａの内周面にはステータ１２が固定され、ステータ１２
内にはステータ１２によって回転駆動されるロータ１４
が設けられている。ロータ１４にはモータ軸１３が固定
され、モータ軸１３はロータ１４の両端で軸方向に突出
されている。また、モータ軸１３の一端１３ａはモータ
エンドプレート１０ｂとの間に設けたボール軸受１５に
より支承されており、モータ軸１３の他端１３ｂはモー
タハウジング本体１０ａの軸孔１０ｃとの間に設けたボ
ール軸受１６により支承されている。これにより、モー
タ軸１３はモータハウジング本体１０ａ、ハウジング６
〜８に対して同軸で回転可能になっている。このモータ
軸１３のスパイラルケーブル装置２側の一端１３ａは、
ロック機構３によりハウジング６〜８に固定可能になっ
ている。他方、モータ軸１３の他端１３ｂは波動歯車機
構５に接続されている。

【００１６】ロック機構３は、モータ軸１３のスパイラ
ルケーブル装置２側の一端１３ａの外周に固定されたロ
ックホルダ２４と、ハウジング６に対して軸心と平行な
枢軸回りで揺動可能に軸支され、駆動装置により駆動さ
れるロックバー２５とを有している。ロックホルダ２４
の外周には複数のロック溝が凹設されており、ロックバ
ー２５の一端にはロック溝に係合可能な係合爪部が形成
されている。

【００１７】スパイラルケーブル装置２は、図３（Ｃ）
にも示すように、図示しない車体に保持される筒状の樹
脂製の筐体２６と、この筐体２６の内側に筐体２６に対
して相対回転可能に設けられ、嵌合部６ａの外周に固定
された樹脂製の内筒２７とを備えている。また、筐体２
６と内筒２７との間には、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す
ように、複数のリード線２８ａを可撓性のあるＰＥＴフ
ィルム２８ｂにより絶縁被覆してなるフレキシブルフラ
ットケーブル２８が設けられており、このフレキシブル
フラットケーブル２８は、図３（Ｃ）に示すように、一
端がターミナル２８ｃを介して内筒２７に接続されて内
筒２７の周囲に巻回され、他端がターミナル２８ｄを介
して筐体２６に接続されている。

【００１８】フレキシブルフラットケーブル２８のター
ミナル２８ｄに近い位置には、図４及び図５に示すコネ
クタ２９が設けられている。コネクタ２９は、舌片状の
コネクタ凸部２９ａと、コネクタ凸部２９ａと嵌合可能
なコネクタ凹部２９ｂとからなる。コネクタ凸部２９ａ
をコネクタ凹部２９ｂに嵌合させることにより、リード
線２８ａ同士が接続可能とされている。また、コネクタ
凸部２９ａをコネクタ凹部２９ｂに嵌合していても、両
者に一定以上の引張力が作用すれば、コネクタ凸部２９
ａがコネクタ凹部２９ｂから離反するようになってい
る。なお、コネクタ２９は、ターミナル２８ｄに近い位
置に限られず、ターミナル２８ｃの近傍等、フレキシブ
ルフラットケーブル２８の途中の任意の位置に設けるこ
とが可能である。また、フレキシブルフラットケーブル
２８の一端とターミナル２８ｃとの間にコネクタを設け
ても良く、フレキシブルフラットケーブル２８の他端と
ターミナル２８ｄとの間にコネクタを設けても良い。

【００１９】フレキシブルフラットケーブル２８は、図
２に示すように、モータ４及びロック機構３の駆動装置
へ電力を供給するとともに、ＥＣＵ８０より出力された
制御信号をモータ４等に伝達するためのものである。内
筒２７から延出する各リード線３０はモータ４のステー
タ１２等から導出されたバスバー１２ａと溶接されるこ
とによって電気的に接続されている。他方、筐体２６か
ら延在する図示しない各リード線はコネクタを介して車
体のバッテリ及びＥＣＵ８０（図１参照）に接続されて
いる。

【００２０】図１に示す操舵ハンドル７０とラック７４
とは、図６に示すように、操舵ハンドル７０の中立点Ｏ
１とラック７４の中立点Ｏ４とが一致するように組み付
けられる。また、操舵ハンドル７０の中立点Ｏ１はフレ
キシブルフラットケーブル２８の巻回中心Ｏ２と一致さ
れる。フレキシブルフラットケーブル２８の巻回範囲は
操舵ハンドル７０の操舵範囲よりやや大きくされてい
る。そして、モータ４の中立点Ｏ３は、操舵ハンドル７
０の中立点Ｏ１、フレキシブルフラットケーブル２８の
巻回中心Ｏ２及びラック７４の中立点Ｏ４と一致するよ
うにＥＣＵ８０により制御される。

【００２１】以上のように構成された伝達比可変操舵装
置１では、ロックバー２５の係合爪部がロックホルダ２
４のロック溝と係合していない状態において、運転手が
操舵ハンドル７０を操舵すると、上部ステアリングシャ
フト７１を介してハウジング６〜８に操舵角が伝達され
る。ＥＣＵ８０は、この操舵角を舵角センサ７８より入
力するとともに、車両速度を車速センサ８１より入力す
る。そして、ＥＣＵ８０は車両速度及び操舵角に基づき
目標舵角の演算を行う。この目標舵角に基づいて、モー
タ４を制御する制御信号がＥＣＵ８０より伝達比可変操
舵装置１に出力される。

【００２２】ＥＣＵ８０より伝達比可変操舵装置１に出
力された制御信号は、スパイラルケーブル装置２のスパ
イラルケーブル２８を介してモータ４に送られる。そし
て、この制御信号に基づきステータ１２に通電され、こ
れによりロータ１４が回転駆動される。この際、ステー
タ１２はモータハウジング本体１０ａ及びハウジング７
に固定され、ロータ１４はモータ軸１３に固定されてい
るため、モータ軸１３はハウジング６〜８に対して相対
回転することとなる。そして、波動歯車機構５の回転に
より、下部ステアリングシャフト７２が回転する。こう
して、上部ステアリングシャフト７１と下部ステアリン
グシャフト７２とを相対回転させ、操舵ハンドル７０の
操舵角と転舵輪７７の転舵角とを変化させることができ
る。

【００２３】また、転舵角センサ７９により検出された
転舵輪７７の転舵角がＥＣＵ８０にフィードバックさ
れ、確実に目標舵角に対応した転舵角を転舵輪７７に与
えることができるようにしている。

【００２４】こうしてこの伝達比可変操舵装置１では、
通常運転時に操舵角と転舵角との伝達比が可変された状
態で転舵系に転舵角が伝達される。この間、スパイラル
ケーブル装置２では、図２及び図３（Ｃ）に示す内筒２
７が筐体２６に対して相対回転する。これにより、フレ
キシブルフラットケーブル２８が巻き締められたり、巻
き拡げられたりする。その際、図６に示すように、ＥＣ
Ｕ８０は、転舵角センサ７９による転舵角に基づき、モ
ータ４の中立点Ｏ３をフレキシブルフラットケーブル２
８の仮想巻回中心Ｏ２’と一致させている。通常運転時
には、仮想巻回中心Ｏ２’が現実の巻回中心Ｏ２と一致
しているため、内筒２７と筐体２６との相対回転角度は
フレキシブルフラットケーブル２８の巻回範囲となり、
バッテリ及びＥＣＵ８０とモータ４等との電気的接続が
確保されるとともに、操舵ハンドル７０がフレキシブル
フラットケーブル２８によって制限されることはない。

【００２５】非常時には、図２に示すロックバー２５の
係合爪部がロックホルダ２４のロック溝と係合し、上部
ステアリングシャフト７１とモータ軸１３とをロックす
る。このため、手動でステアリング装置が操作されるこ
ととなる。この状態では、運転手が操舵ハンドル７０を
操舵すると、上部ステアリングシャフト７１を介してハ
ウジング６〜８に操舵角が伝達される。ところが、モー
タ軸１３はロック機構３により固定されているので、ロ
ータ１４は回転せず、波動歯車機構５も働かないので、
ハウジング６〜８に対して下部ステアリングシャフト７
２は相対回転しない。

【００２６】こうしてロック機構３が作動する際等、図
７に示すように、ＥＣＵ８０によって認識されるモータ
４の中立点Ｏ３と現実の巻回中心Ｏ２とがずれてしまう
場合がある。この状態でロックバー２５の係合爪部とロ
ックホルダ２４のロック溝との係合が外れれば、モータ
４は、仮想巻回中心Ｏ２’を中心としてスパイラルケー
ブル装置２に相対回転を行なわしめるため、図中のＡ点
において、内筒２７と筐体２６とをフレキシブルフラッ
トケーブル２８の現実の巻回範囲を超えて相対回転させ
ようとする。この場合、操舵ハンドル７０がフレキシブ
ルフラットケーブル２８によって制限されそうになる
が、このスパイラルケーブル装置２では、その時点でコ
ネクタ凸部２９ａとコネクタ凹部２９ｂとの嵌合が外
れ、フレキシブルフラットケーブル２８が切断される。
このため、フレキシブルフラットケーブル２８が切断さ
れた後は、筐体２６と内筒２７との相対回転がフレキシ
ブルフラットケーブル２８によって制限されず、操舵ハ
ンドル７０の操舵、ひいては転舵系の転舵が制限される
ことがない。なお、こうして、フレキシブルフラットケ
ーブル２８が切断されれば、ロック機構３が作動してロ
ックバー２５の係合爪部がロックホルダ２４のロック溝
と係合し、上部ステアリングシャフト７１とモータ軸１
３とがロックされる。こうして引き抜かれたコネクタ凸
部２９ａを再びコネクタ凹部２９ｂに嵌合すれば、スパ
イラルケーブル装置２を容易に元の状態に復帰させるこ
とができる。

【００２７】なお、Ｂ点においては、ロック機構３が作
動してロックバー２５の係合爪部がロックホルダ２４の
ロック溝と係合し、上部ステアリングシャフト７１とモ
ータ軸１３とがロックされる。このため、Ｂ〜Ｃ点間に
おいては、手動でステアリング装置が操作されることと
なる。

【００２８】実施形態の第１変形例として、図８に示す
ように、コネクタ凸部２９ａに幅方向に延在し、厚さ方
向に突出する凸部３０ａを設けるとともに、コネクタ凹
部２９ｂに凸部３０ａと嵌合可能な凹部３０ｂを設ける
こともできる。こうであれば、コネクタ凸部２９ａとコ
ネクタ凹部２９ｂとが振動等によって誤って離反するこ
とを防止することができる。

【００２９】また、実施形態の第２変形例として、図９
及び図１０に示すように、コネクタ凸部２９ａの上下厚
さ方向に突出する軸部３１ａを設けるとともに、各軸部
３１ａの両端から幅方向に延在する爪部３１ｂを設け、
図９及び図１１に示すように、コネクタ凹部２９ｂの上
下に軸部３１ａと嵌合可能な切欠け３１ｃを設けること
もできる。この場合、軸部３１ａの長さはコネクタ凹部
２９ｂの厚みより短く形成されている。こうであれば、
コネクタ凸部２９ａをコネクタ凹部２９ｂに嵌合させた
場合、コネクタ凹部２９ｂが両爪部３１ｂによってその
上下方向より適度な押付力でもって押さえられ、リード
線２８ａ同士が抜けることなく、両者を確実に接続させ
ることができる。また、コネクタ凸部２９ａとコネクタ
凹部２９ｂとが振動等によって誤って離反することも防
止することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のスパイラルケーブル装置を組み込ん
だステアリング装置の模式図である。

【図２】実施形態のスパイラルケーブル装置を組み込ん
だ伝達比可変操舵装置の断面図である。

【図３】実施形態のスパイラルケーブル装置に係り、図
（Ａ）はフレキシブルフラットケーブルの幅方向断面
図、図（Ｂ）はその一部平面図、図（Ｃ）はスパイラル
ケーブル装置の径方向断面図である。

【図４】実施形態のスパイラルケーブル装置に係り、フ
レキシブルフラットケーブルのコネクタの平面図であ
る。

【図５】実施形態のスパイラルケーブル装置に係り、フ
レキシブルフラットケーブルのコネクタの断面図であ
る。

【図６】実施形態のステアリング装置に係り、正常時の
角度線図である。

【図７】実施形態のステアリング装置に係り、異常時の
角度線図である。

【図８】第１変形例のスパイラルケーブル装置に係り、
フレキシブルフラットケーブルのコネクタの断面図であ
る。

【図９】第２変形例のスパイラルケーブル装置に係り、
フレキシブルフラットケーブルのコネクタの長さ方向の
断面図である。

【図１０】第２変形例のスパイラルケーブル装置に係
り、コネクタ凹部を外した状態でフレキシブルフラット
ケーブルのコネクタ凸部をその差込み方向から見た断面
図である。

【図１１】第２変形例のスパイラルケーブル装置に係
り、コネクタ凸部を外した状態でフレキシブルフラット
ケーブルのコネクタ凹部をその差込み方向から見た断面
図である。

【図１２】従来のスパイラルケーブル装置の径方向断面
図である。

【符号の説明】

２６…筐体 ２７…内筒 ２８…フレキシブルフラットケーブル ２８ａ…リード線 ２９…コネクタ（２９ａ…コネクタ凸部、２９ｂ…コネ
クタ凹部）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状の筐体と、該筐体の内側に該筐体に対
   して相対回転可能に設けられた内筒と、一端が該内筒に
   接続されて該内筒の周囲に巻回され、他端が該筐体に接
   続され、複数のリード線を絶縁被覆してなるフレキシブ
   ルフラットケーブルとを備えたスパイラルケーブル装置
   において、 前記フレキシブルフラットケーブルは、前記筐体と前記
   内筒とが許容された相対回転角を超えれば、切断可能に
   構成されているものであることを特徴とするスパイラル
   ケーブル装置。
2. 【請求項２】フレキシブルフラットケーブルは、筐体と
   内筒とが許容された相対回転角を超えて離反するコネク
   タを有することを特徴とする請求項１記載のスパイラル
   ケーブル装置。