JP2005302651A - 回転コネクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】 必要とされるフラットケーブルの長さを大幅に短くしてコストの低減化が図れる回転コネクタを提供すること。
【解決手段】 外筒部5aを有するステータ1に対して内筒部7bを有するロータ2を回転自在に連結し、これら外筒部5aと内筒部7b間に画成される環状空間9内にフラットケーブル3を反転した状態で収納すると共に、該環状空間9内にホルダ4を回動自在に配置した回転コネクタにおいて、ホルダ4の環状平板部4a上に内筒部7bと同心円状に延びる内周面4b1に対して偏心した外周面4b2を有するガイド壁4bを立設し、このガイド壁4bの最大径部分にフラットケーブル3の反転部3aが通過する開口14を設けると共に、ガイド壁4bに開口14を介して対向する凸状壁部4dと凹状壁部4eを一体形成し、このガイド壁4bの外周面4b2にフラットケーブル3を巻回して巻き戻し状態とした。
【選択図】 図4
【解決手段】 外筒部5aを有するステータ1に対して内筒部7bを有するロータ2を回転自在に連結し、これら外筒部5aと内筒部7b間に画成される環状空間9内にフラットケーブル3を反転した状態で収納すると共に、該環状空間9内にホルダ4を回動自在に配置した回転コネクタにおいて、ホルダ4の環状平板部4a上に内筒部7bと同心円状に延びる内周面4b1に対して偏心した外周面4b2を有するガイド壁4bを立設し、このガイド壁4bの最大径部分にフラットケーブル3の反転部3aが通過する開口14を設けると共に、ガイド壁4bに開口14を介して対向する凸状壁部4dと凹状壁部4eを一体形成し、このガイド壁4bの外周面4b2にフラットケーブル3を巻回して巻き戻し状態とした。
【選択図】 図4
Description
本発明は、自動車のステアリング装置に組み込まれて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回転コネクタに係り、特に、ロータとステータ間に画成される環状空間内にフラットケーブルが反転部を介して逆向きに巻回された回転コネクタに関するものである。
回転コネクタは、回転自在に連結された一対のハウジングの一方をロータ、他方をステータとして用い、これらロータとステータとの間にフラットケーブルを収納・巻回したものであり、自動車のステアリング装置のように回転数が有限であるハンドルに装着されたエアバッグシステム等の電気的接続手段として使用されている。前記フラットケーブルは複数の導体を担持した帯状体であり、このフラットケーブルを渦巻状に巻回した渦巻タイプと途中で反転して逆向きに巻回した反転タイプとが知られているが、後者の反転タイプの方が必要とされるフラットケーブルの長さを短くすることができる。
従来より、このような反転タイプの回転コネクタにおいて、ロータとステータ間に画成される環状空間内にフラットケーブルを途中で巻き方向を反転した状態で収納し、この環状空間内に複数のローラを軸支したホルダを回動自在に配置すると共に、フラットケーブルの反転部を1つのローラにループさせたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このように構成された回転コネクタでは、ロータがステータに対して正逆いずれかの方向へ回転すると、フラットケーブルがステータの外筒部から繰り出されてロータの内筒部に巻き締められたり、その反対にフラットケーブルが内筒部から繰り出されて外筒部に巻き戻される。その際、フラットケーブルの反転部はロータよりも少ない回転量だけ同方向へ移動し、この反転部に追従してホルダも同方向へ移動し、これらの移動量の約2倍の長さのフラットケーブルが外筒部または内筒部から繰り出される。また、ホルダに軸支された複数のローラによってフラットケーブルの径方向への動きが規制されるため、フラットケーブルを反転部の方向にスムーズに繰り出すことができる。
特開2001−126836号公報(第2−3頁、図4)
この種の回転コネクタにおいては、トータルコスト中に占めるフラットケーブルの割合は非常に高く、必要とされるフラットケーブルの長さが短くなる程、コストを低減化することができるが、前述した従来の反転タイプの回転コネクタでは、渦巻タイプに比べてフラットケーブルの長さをせいぜい半分程度までしか短くできないため、このことがコストのさらなる低減化を妨げる大きな要因となっていた。
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、必要とされるフラットケーブルの長さを大幅に短くしてコストの低減化が図れる回転コネクタを提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明の回転コネクタは、外筒部を有するステータと、このステータに回転自在に連結され、前記外筒部との間に環状空間を画成する内筒部が設けられたロータと、前記環状空間内に途中で巻き方向を反転した状態で収納され、その両端が前記内筒部および前記外筒部を介して外部に導出されたフラットケーブルと、前記環状空間内に回動自在に配置されたホルダとを備え、前記ホルダに前記内筒部と同心円状に延びる内周面に対して偏心した外周面を有するガイド壁を設け、このガイド壁の最大径部分に前記フラットケーブルの反転部が通過する開口を設けると共に、前記ガイド壁に前記開口を介して対向する凸状壁部と凹状壁部を一体形成した。
このように構成された回転コネクタにおいて、例えばフラットケーブルが内筒部の外壁に巻き締められた状態にある時にロータを正逆いずれか一方向へ回転すると、まずフラットケーブルが内筒部から繰り出されて外筒部の内壁に巻回された後、さらにロータを同方向へ回転することにより、外筒部の内壁側に巻回されたフラットケーブルがホルダに設けられたガイド壁の外周面に巻回されて巻き戻し状態となる。これとは逆に、フラットケーブルがガイド壁の外周面に巻き戻された状態からロータをいずれか他方向へ回転すると、まずフラットケーブルがガイド壁から繰り出されて外筒部の内壁に巻回された後、さらにロータを同方向へ回転することにより、外筒部の内壁側に巻回されたフラットケーブルが内筒部の外壁に巻回されて巻き締め状態となる。すなわち、フラットケーブルは巻き締め状態から巻き戻し状態に至る途中で外筒部の内壁に一旦巻回されるが、巻き戻し状態でフラットケーブルは環状空間内に配置されたホルダのガイド壁に巻回され、このガイド壁の外周面の周方向に沿う全長は外筒部の内壁面の周方向に沿う全長に比べて十分に短いため、必要とされるフラットケーブルの長さを大幅に短くすることができる。しかも、複数のローラを使用しなくても、ガイド壁の内周面によってフラットケーブルの径方向への動きが規制されるため、ホルダの構成を簡略化することができる。
上記の構成において、前記ホルダがステータの外筒部の内径とほぼ同じ外径寸法の環状平板部を有し、この環状平板部上にガイド壁を立設すると、ホルダのスムーズな回動を実現できて好ましい。
また、上記の構成において、前記ガイド壁の内周面と外周面との間に空洞部を形成すると、ホルダの軽量化が図れて好ましい。
本発明の回転コネクタは、ロータの内筒部とステータの外筒部との間の環状空間内に回動自在に配置されたホルダに、内筒部と同心円状に延びる内周面に対して偏心した外周面を有するガイド壁を設け、このガイド壁の最大径部分にフラットケーブルの反転部が通過する開口を設けたので、ステータの外筒部に比べて小径なガイド壁の外周面にフラットケーブルが巻回されて巻き戻し状態となり、その分、必要とされるフラットケーブルの長さを大幅に短くすることができる。また、偏心した内周面と外周面を有するガイド壁に開口を介して対向する凸状壁部と凹状壁部を一体形成したので、このガイド壁によってフラットケーブルの巻き締めおよび巻き戻し動作がスムーズに行われ、それゆえ、ホルダの構成を簡略化してコストの低減化を図ることができる。
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回転コネクタの分解斜視図、図2は該回転コネクタの断面図、図3は該回転コネクタに備えられるホルダの斜視図、図4は該回転コネクタの動作説明図である。
図1〜図3に示すように、本実施形態例に係る回転コネクタは、ステータ1と、ステータ1に対して回転自在に連結されたロータ2と、これらステータ1とロータ2間を電気的に接続するフラットケーブル3と、ステータ1とロータ2間に回動自在に配置されたホルダ4とで概略構成されている。
ステータ1はステアリングコラムに固定される固定部材であり、このステータ1は合成樹脂製のケース5とカバー6とからなる。ケース5は外筒部5aとその外壁から突出する蓋部5bとを有し、カバー6は底板部6aとその外縁部から突出する下側収納部6bとを有している。底板部6aの中央にはセンタ孔6cが形成されており、これらケース5の下端とカバー6の外縁部をスナップ結合で一体化することにより、外筒部5aの下部開口端が底板部6aで塞がれると共に、下側収納部6bの上部開口端が蓋部5bで塞がれるようになっている。
ロータ2はハンドル側に連結される可動部材であり、このロータ2は合成樹脂製の上部ロータ7と下部ロータ8とからなる。上部ロータ7は環状の天板部7aとその中央から垂下する内筒部7bとを有し、天板部7aの上面には上側収納部7cが立設されている。内筒部7bはステアリングシャフトに挿通できる程度の内径寸法を有し、この内筒部7bの内周面に下部ロータ8が一体化されている。下部ロータ8は鍔部8aを有する筒状体であり、この下部ロータ8をカバー6のセンタ孔6cから挿入して内筒部7bの内周面にスナップ結合することにより、ロータ2がステータ1に対して回転自在に連結されるようになっている。そして、かかる連結状態において、ステータ1側の外筒部5aおよび底板部6aとロータ2側の天板部7aおよび内筒部7bとにより、平面視リング状の環状空間9が画成されている。
フラットケーブル3は互いに平行な複数の導体を一対の絶縁フィルムでラミネートした帯状体からなり、このフラットケーブル3は環状空間9内にU字状の反転部3aを介して逆向きに収納されている。フラットケーブル3の両端にはリードブロック10,11がそれぞれ接続されている。一方のリードブロック10はカバー6の下側収納部6b内に固定され、このリードブロック10には先端に外部コネクタ12aを有するリード線12が接続されている。また、他方のリードブロック11は上部ロータ7の上側収納部7c内に固定され、このリードブロック11には先端に外部コネクタ13aを有するリード線13が接続されている。
ホルダ4は、カバー6の底板部6a上に載置された環状平板部4aと、この環状平板部4a上に立設されたガイド壁4bとを有し、これらは合成樹脂で一体成形されている。環状平板部4aは外筒部5aの内径とほぼ同じ外径寸法を有し、その中央には円形の中心孔4cが形成されている。この中心孔4cは内筒部7bの下部外周面に挿入されており、ホルダ4は内筒部7bに摺接しながら環状空間9内を回動できるようになっている。ガイド壁4bは中心孔4cの大部分を包囲するように環状平板部4a上に立設されており、その内周面4b1は中心孔4cとほぼ同心円であるが、外周面4b2は中心孔4cに対して大きく偏心している。また、ガイド壁4bの最大径部分は環状平板部4a上で切り欠かれて開口14となっており、ガイド壁4bには開口14を介して対向する凸状壁部4dと凹状壁部4eが一体形成されている。したがって、ロータ2の回転中心からガイド壁4bの外周面4b2まで距離は、開口14を有する部分の近傍が最も大きく、開口14と180度対向する部分が最小となっている。前述したフラットケーブル3の反転部3aはこの開口14内に位置しており(図4参照)、凸状壁部4dが反転部3aの内周面と対向し、凹状壁部4eが反転部3aの外周面と対向するようになっている。なお、環状平板部4aの下面には底板部6aとの摺動抵抗を少なくするための突部4fが形成されており、また、ガイド壁4bの内周面4b1と外周面4b2との間にはホルダ4全体を軽量化するための空洞部4gが形成されている。
次に、このように構成された回転コネクタの動作を主として図4に基づいて説明する。なお、図4中において、外筒部5aや内筒部7b等を含むステータ1とロータ2は省略してある。
図4(a)はフラットケーブル3の殆どが内筒部7bの外壁に巻回された巻き締め状態を示し、この巻き締め状態からロータ2を反時計回り方向(矢印A方向)へ回転すると、フラットケーブル3の反転部3aがロータ2よりも少ない回転量だけ反時計回り方向へ移動するため、この反転部3aに追従してホルダ4も反時計回り方向へ移動し、図4(b)に示すように、これらの移動量の約2倍のフラットケーブル3が内筒部7b側から繰り出されて外筒部5aの内壁に巻回される。さらにロータ2を反時計回り方向へ回転すると、図4(c)に示すように、フラットケーブル3が外筒部5a側から繰り出されてホルダ4のガイド壁4bの外周面4b2に巻回され、最終的にフラットケーブル3の殆どがガイド壁4bの外周面4b2に巻回された巻き戻し状態となる。上記とは逆に、図4(c)に示す巻き戻し状態からロータ2を時計回り方向(矢印B方向)へ回転すると、フラットケーブル3はガイド壁4b側から繰り出されて外筒部5aの内壁に巻回された後、ロータ2を時計回り方向へさらに回転することにより、図4(a)に示すように、フラットケーブル3の殆どが内筒部7bの外壁に巻回された巻き締め状態となる。
このように、本実施形態例に係る回転コネクタでは、フラットケーブル3が図4(a)に示す巻き締め状態または図4(c)図に示す巻き戻し状態となる途中で、図4(b)に示すように、フラットケーブル3はホルダ4の外側に位置するケース5の外筒部5aに一旦巻回され、この外筒部5aの内壁面の円周に比べてガイド壁4bの外周面4b2の円周が十分に短いため、必要とされるフラットケーブル3の長さを大幅に短くすることができる。
かかるフラットケーブル3の短縮効果について図5を参照して説明すると、図5(a)はフラットケーブルを外筒部に巻回して巻き戻し状態とする従来タイプの回転コネクタ、図5(b)はフラットケーブルをホルダのガイド壁に巻回して巻き戻し状態とする本実施形態例に係る回転コネクタであり、これら両回転コネクタにおいて、フラットケーブルの経路の内径(巻き締め状態の径寸法)をr、フラットケーブルの経路の外径(巻き戻し状態の径寸法)をR、ロータの有限回転数をNとすると、必要とされるフラットケーブル3の長さLは、(L/rπ)+(L/Rπ)=Nより、
L=rR×Nπ/(r+R)……(1)
として与えられる。ここで、内径rはロータの内筒部の外径に相当し、この内筒部がステアリングシャフトに挿通される構造上、内径rについては図5(a)に示す回転コネクタと図5(b)に示す回転コネクタは同じである。また、外径Rについては、図5(a)に示す回転コネクタの場合、外径Rに相当するのは外筒部の内径であるが、図5(b)に示す回転コネクタの場合、外径Rに相当するのはガイド壁の外径であって外筒部の内径に比べて小さくなっている。したがって、上記(1)式から明らかなように、図5(a)に示す従来例に比べて図5(b)に示す本実施形態例の方が外径Rが格段に小さくなり、ロータ2の有限回転数Nを一定に確保した上でフラットケーブル3の長さLを短くすることができる。例えば、外筒部の内径を50mm、内筒部の外径を100mm、ガイド壁の外径を70mm、ロータの有限回転数を6回とすると、従来タイプの回転コネクタの場合、上記(1)式にr=50mm,R=100mm,N=6を代入するとL=628mmとなる。これに対し、本実施形態例の回転コネクタの場合、上記(1)式にr=50mm,R=70mm,N=6を代入するとL=549.5mmとなり、必要とされるフラットケーブル3の長さLを78.5mmも短縮できる。
L=rR×Nπ/(r+R)……(1)
として与えられる。ここで、内径rはロータの内筒部の外径に相当し、この内筒部がステアリングシャフトに挿通される構造上、内径rについては図5(a)に示す回転コネクタと図5(b)に示す回転コネクタは同じである。また、外径Rについては、図5(a)に示す回転コネクタの場合、外径Rに相当するのは外筒部の内径であるが、図5(b)に示す回転コネクタの場合、外径Rに相当するのはガイド壁の外径であって外筒部の内径に比べて小さくなっている。したがって、上記(1)式から明らかなように、図5(a)に示す従来例に比べて図5(b)に示す本実施形態例の方が外径Rが格段に小さくなり、ロータ2の有限回転数Nを一定に確保した上でフラットケーブル3の長さLを短くすることができる。例えば、外筒部の内径を50mm、内筒部の外径を100mm、ガイド壁の外径を70mm、ロータの有限回転数を6回とすると、従来タイプの回転コネクタの場合、上記(1)式にr=50mm,R=100mm,N=6を代入するとL=628mmとなる。これに対し、本実施形態例の回転コネクタの場合、上記(1)式にr=50mm,R=70mm,N=6を代入するとL=549.5mmとなり、必要とされるフラットケーブル3の長さLを78.5mmも短縮できる。
なお、上記実施形態例では、1枚のフラットケーブルを用いた回転コネクタについて説明したが、2枚のフラットケーブルを重ねて用いた2重巻きタイプの回転コネクタに本発明を適用できることはいうまでもない。
1 ステータ
2 ロータ
3 フラットケーブル
4 ホルダ
4a 環状平板部
4b ガイド壁
4b1 内周面
4b2 外周面
4c 中心孔
4d 凸状壁部
4e 凹状壁部
4g 空洞部
5 ケース
5a 外筒部
6 カバー
6a 底板部
7 上部ロータ
7a 天板部
7b 内筒部
8 下部ロータ
9 環状空間
14 開口
2 ロータ
3 フラットケーブル
4 ホルダ
4a 環状平板部
4b ガイド壁
4b1 内周面
4b2 外周面
4c 中心孔
4d 凸状壁部
4e 凹状壁部
4g 空洞部
5 ケース
5a 外筒部
6 カバー
6a 底板部
7 上部ロータ
7a 天板部
7b 内筒部
8 下部ロータ
9 環状空間
14 開口
Claims (3)
- 外筒部を有するステータと、このステータに回転自在に連結され、前記外筒部との間に環状空間を画成する内筒部が設けられたロータと、前記環状空間内に途中で巻き方向を反転した状態で収納され、その両端が前記内筒部および前記外筒部を介して外部に導出されたフラットケーブルと、前記環状空間内に回動自在に配置されたホルダとを備え、
前記ホルダに前記内筒部と同心円状に延びる内周面に対して偏心した外周面を有するガイド壁を設け、このガイド壁の最大径部分に前記フラットケーブルの反転部が通過する開口を設けると共に、前記ガイド壁に前記開口を介して対向する凸状壁部と凹状壁部を一体形成したことを特徴とする回転コネクタ。 - 請求項1の記載において、前記ホルダが前記外筒部の内径とほぼ同じ外径寸法の環状平板部を有し、この環状平板部上に前記ガイド壁を立設したことを特徴とする回転コネクタ。
- 請求項1または2の記載において、前記ガイド壁の内周面と外周面との間に空洞部を形成したことを特徴とする回転コネクタ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004120587A JP2005302651A (ja) | 2004-04-15 | 2004-04-15 | 回転コネクタ |
KR1020050011479A KR100732221B1 (ko) | 2004-02-12 | 2005-02-07 | 회전커넥터 |
EP05002908A EP1564849A1 (en) | 2004-02-12 | 2005-02-11 | Rotating connector |
US11/056,778 US7175453B2 (en) | 2004-02-12 | 2005-02-11 | Rotating connector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004120587A JP2005302651A (ja) | 2004-04-15 | 2004-04-15 | 回転コネクタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005302651A true JP2005302651A (ja) | 2005-10-27 |
Family
ID=35333867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004120587A Withdrawn JP2005302651A (ja) | 2004-02-12 | 2004-04-15 | 回転コネクタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005302651A (ja) |
-
2004
- 2004-04-15 JP JP2004120587A patent/JP2005302651A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
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