JP2006032012A - Rotating connector - Google Patents
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Abstract
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複数枚の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。 The present invention relates to a rotary connector incorporated in a steering apparatus of an automobile and used as an electrical connection means for an air bag system or the like, and in particular, a plurality of flat cables in an annular space defined between a rotor and a stator. Relates to a rotary connector wound in a reverse direction via an inversion portion.
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。 A rotary connector uses one of a pair of rotatably connected housings as a rotor and the other as a stator, and a flat cable is housed and wound between the rotor and the stator. It is used as an electrical connection means for an airbag system or the like attached to a handle having a limited number of rotations. The flat cable is a belt-shaped body carrying a plurality of conductors, and a spiral type in which the flat cable is wound in a spiral shape and a reverse type in which the flat cable is reversed in the middle and wound in the opposite direction are known. The length of the flat cable required for the inversion type can be shortened.
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複数枚の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、各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、各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、その反対に各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、複数枚の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、複数枚の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。
ところで、この種の複数枚のフラットケーブルを用いた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。しかしながら、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1枚当たりの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。 By the way, in the rotary connector using multiple flat cables of this kind, the ratio of the flat cable in the total cost is very high, and the cost is reduced as the required length of the flat cable is shortened. can do. However, in the conventional reversing type rotary connector described above, the length of one flat cable can be shortened to about half at most compared to the spiral type. This is a major factor that hinders further cost reduction. It was.
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。 The present invention has been made in view of the actual situation of the prior art, and an object of the present invention is to provide a rotary connector capable of reducing the cost by significantly reducing the length of a required flat cable. It is in.
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、その両端部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複数枚の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1つの開口通路を有するガイド壁を設け、このガイド壁の内壁面を前記内筒部を包囲するように円筒状に形成すると共に、前記ロータの回転中心から前記ガイド壁の外壁面までの距離が他の部分に比べて前記開口通路の近傍で大きくなるように設定し、前記各フラットケーブルの全ての反転部を前記開口通路内に配置させた。 In order to achieve the above object, a rotary connector according to the present invention includes a stator having an outer cylindrical portion, and an inner cylindrical portion that is rotatably connected to the stator and defines an annular space between the stator and the outer cylindrical portion. And a plurality of flat cables whose both ends are led out to the outside through the inner cylinder part and the outer cylinder part. And a holder rotatably disposed in the annular space, a guide wall having one opening passage is provided in the holder, and a cylindrical shape is provided so that the inner wall surface of the guide wall surrounds the inner cylinder portion. And the distance from the rotation center of the rotor to the outer wall surface of the guide wall is set to be larger in the vicinity of the opening passage than other portions, and all the reversing portions of the flat cables are formed. In the open passage It was location.
このように構成された回転コネクタにおいて、例えば複数枚のフラットケーブルが内筒部の外周面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、まず各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周面側に巻回された後、さらにロータを同方向へ回転することにより、外筒部の内周面側に巻回された各フラットケーブルがホルダに設けられたガイド壁の外壁面に巻回されて巻き戻し状態となる。これとは逆に、複数枚のフラットケーブルがガイド壁の外壁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、まず各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周面に巻回された後、さらにロータを同方向へ回転することにより、外筒部の内周面側に巻回された各フラットケーブルが内筒部の外周面に巻回されて巻き締め状態となる。すなわち、複数枚の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周面側に一旦巻回されるが、巻き戻し状態で各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、このガイド壁の外壁面の周方向に沿う全長は外筒部の内周面の円周方向に沿う全長に比べて十分に短いため、必要とされる各フラットケーブルの長さを大幅に短くすることができ、多回路化と低コストに好適な回転コネクタを実現できる。 In the rotary connector configured in this manner, for example, when a plurality of flat cables are wound around the outer peripheral surface of the inner cylinder portion, when the rotor is rotated in either the forward or reverse direction, each flat cable is Each flat cable wound on the inner peripheral surface side of the outer cylinder portion is held by rotating the rotor in the same direction after being drawn out from the cylindrical portion and wound on the inner peripheral surface side of the outer cylindrical portion. It is wound around the outer wall surface of the guide wall provided in the rewound state. On the other hand, when the rotor is rotated in any direction from the state in which a plurality of flat cables are rewound on the outer wall surface of the guide wall, each flat cable is first fed out from the guide wall to be moved inside the outer cylinder portion. After being wound around the peripheral surface, the flat cable wound around the inner peripheral surface side of the outer cylindrical portion is wound around the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion by further rotating the rotor in the same direction. It becomes a state. That is, a plurality of flat cables are once wound on the inner peripheral surface side of the outer cylinder part in the middle from the tightened state to the unwinded state, but each flat cable is disposed in the annular space in the unwinded state. Each of the required flats is wound around the guide wall of the holder, and the total length along the circumferential direction of the outer wall surface of the guide wall is sufficiently shorter than the total length along the circumferential direction of the inner circumferential surface of the outer cylinder portion. The length of the cable can be greatly shortened, and a rotary connector suitable for a multi-circuit and low cost can be realized.
上記の構成において、複数枚のフラットケーブルの両端部をそれぞれ共通の内側リードブロックと外側リードブロックとに接続し、この内側リードブロックをロータの内筒部に固定すると共に、外側リードブロックをステータの外筒部に固定することが好ましく、このような構成を採用すると、複数枚のフラットケーブルを一括して組み込むことができ、組立作業性を高めることが可能となる。また、ホルダに外筒部の内径とほぼ同じ外径寸法の環状平板部を設け、この環状平板部上にガイド壁を立設すると、ホルダを環状空間内でスムーズに回動できて好ましい。 In the above configuration, both ends of the plurality of flat cables are respectively connected to the common inner lead block and the outer lead block, the inner lead block is fixed to the inner cylinder portion of the rotor, and the outer lead block is fixed to the stator. It is preferable to fix to an outer cylinder part, and if such a structure is employ | adopted, a several flat cable can be integrated collectively and it becomes possible to improve assembly workability | operativity. Further, it is preferable that the holder is provided with an annular flat plate portion having an outer diameter that is substantially the same as the inner diameter of the outer cylinder portion, and a guide wall is erected on the annular flat plate portion because the holder can be smoothly rotated in the annular space.
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1つの開口通路を有するガイド壁を設け、このガイド壁の内壁面を内筒部を包囲するように円環状に形成すると共に、ロータの回転中心からガイド壁の外壁面までの距離が他の部分に比べて開口通路の近傍で大きくなるように設定し、複数枚のフラットケーブルの各反転部を開口通路内に配置させたので、ステータの外筒部に比べて小径のガイド壁の外壁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、必要とされる各フラットケーブルの長さを大幅に短くすることができ、多回路化と低コスト化を実現することができる。 In the rotary connector of the present invention, a guide wall having one open passage is provided in a holder rotatably disposed in an annular space between an inner cylinder portion of a rotor and an outer cylinder portion of a stator. The inner wall surface is formed in an annular shape so as to surround the inner cylinder portion, and the distance from the rotation center of the rotor to the outer wall surface of the guide wall is set to be larger in the vicinity of the opening passage than other portions, Since each reversing part of the plurality of flat cables is arranged in the opening passage, the flat cable is wound around the outer wall surface of the guide wall having a smaller diameter than the outer cylindrical part of the stator to be in a rewinding state. The required length of each flat cable can be greatly shortened, and a multi-circuit and cost reduction can be realized.
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。 An embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of a rotary connector according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the rotary connector, and FIG. FIG. 4 is an operation explanatory view of the rotary connector.
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2枚のフラットケーブル3A,3B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。
As shown in FIGS. 1 to 3, the rotary connector according to this embodiment includes a
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の中央部にはガイド孔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。
The
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のガイド孔6cから挿入して内筒部7b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。
The
2枚のフラットケーブル3A,3Bはいずれも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、これら両フラットケーブル3A,3Bは重ねられた状態で環状空間9内にU字状の反転部3a,3aを介して逆向きに収納されている。両フラットケーブル3A,3Bの一端部には共通の外側リードブロック10を介して一対のリード線11,11が接続されており、この外側リードブロック10はカバー6の下側収納部6b内に固定されている。両リード線11,11は先端に外部コネクタ11a,11aを有しており、これら外部コネクタ11a,11aは車体側の制御部に接続されるようになっている。また、両フラットケーブル3A,3Bの他端部には共通の内側リードブロック12を介して一対のリード線13,13が接続されており、この内側リードブロック12は上部ロータ7の上側収納部7c内に固定されている。両リード線13,13は先端に外部コネクタ13a,13aを有し、これら外部コネクタ13a,13aはハンドル側のエアーバッグ回路やホーン回路等に接続されるようになっている。ここで、両フラットケーブル3A,3Bの外側リードブロック10から内側リードブロック12に至る全長は若干異なっており、本実施形態例の場合、全長が短い方のフラットケーブル3Aにエアーバッグ回路用の導体が担持され、全長が長い方のフラットケーブル3Bにホーン回路用等の他の導体が担持されている。
Each of the two
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および支軸4c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、この環状平板部4aの中央部には円形の貫通孔4dが穿設されている。この貫通孔4d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。一方、ガイド壁4bは内筒部7bを包囲するように環状平板部4a上に立設されており、その内壁面は貫通孔4dとほぼ同心円の円筒状に形成されているが、外壁面は貫通孔4dに対して大きく偏心した円筒状に形成されている。また、ガイド壁4bの一部は環状平板部4a上で切り欠かれており、この切欠部内に立設された円筒状の支軸4cにローラ14が回転自在に支持されている。そして、ローラ14とそれに対向するガイド壁4bの側面との間に1つの開口通路15が形成され、前述したフラットケーブル3A,3Bの反転部3a,3aはこの開口通路15内に位置している(図4参照)。したがって、ロータ2の回転中心からガイド壁4bの外周面まで距離は、ローラ14が支持された開口通路15の近傍部分が最も大きく、ローラ14と180度対向する部分が最小となっている。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4eが形成されており、また、ガイド壁4bの内周面と外周面との間にはホルダ4全体の軽量化を図るための凹状の空洞部4fが形成されている。
The
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を含むステータ1とロータ2は省略してある。
Next, the operation of the rotary connector configured as described above will be described mainly with reference to FIG. In FIG. 4, the
図4(a)は両フラットケーブル3A,3Bの殆どが内筒部7bの外周面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3A,3Bの反転部3a,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,3aに追従してローラ14とホルダ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3A,3Bが内筒部7bから外筒部5aの内周面側へと繰り出される。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3A,3Bが外筒部5a側から繰り出されてホルダ4のガイド壁4bの外壁面に巻回され、最終的にフラットケーブル3A,3Bの殆どがガイド壁4bの外壁面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3A,3Bはガイド壁4bの外壁面から外筒部5aの内周面側へ繰り出された後、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3A,3Bの殆どが内筒部7bの外周面に巻回された巻き締め状態となる。
FIG. 4A shows a winding state in which most of both
このように、本実施形態例に係る回転コネクタでは、両フラットケーブル3A,3B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3A,3Bはホルダ4のガイド壁4bよりも外側に位置する外筒部5aに一旦巻回され、この外筒部5aの内周面の円周長に比べてガイド壁4bの外壁面の円周長が十分に短いため、必要とされる両フラットケーブル3A,3Bの長さを大幅に短くすることができ、多回路化に好適な回転コネクタを低コストにて実現できる。また、フラットケーブル3A,3Bの両端部を共通の外側リードブロック10と内側リードブロック12とに接続し、これら外側リードブロック10と内側リードブロック12をそれぞれステータ1とロータ2の所定位置に固定したので、回転コネクタの組立工程時に2枚のフラットケーブル3A,3Bを一括して簡単に組み込むことができる。さらに、両フラットケーブル3A,3Bの外側リードブロック10から内側リードブロック12に至る全長を若干異ならせ、全長が短い方のフラットケーブル3Aにエアーバッグ回路用の導体を担持させたので、万一、回転コネクタがステアリング装置に対して誤組み付けされた場合に、短い方のフラットケーブル3Aが優先的に切断されやすくなっている。したがって、誤組み付けに起因するエアーバッグ回路の断線や接続不良を迅速かつ確実に知ることができ、不正なエアーバッグ回路を搭載した自動車が市場に供給されるのを未然に防止することができる。
As described above, in the rotary connector according to this embodiment, both
上記したフラットケーブル3A,3B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側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の外壁面側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、便宜上、1枚のフラットケーブルのみを示している。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寸法に相当し、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寸法であるが、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寸法であって外筒部の内径寸法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3A,3Bの長さLを短くすることができる。例えば、内筒部の外径寸法を50mm、外筒部の内径寸法を100mm、ガイド壁の外径寸法を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3A,3Bの長さLを78.5mmも短縮できる。
The shortening effect of the above-described
L = rR × Nπ / (r + R) (1)
As given. Here, the inner diameter r corresponds to the outer diameter dimension of the inner cylinder portion of the rotor, and the inner cylinder portion is inserted into the steering shaft, and therefore, for the inner diameter r, the rotary connector shown in FIG. The rotary connector shown in (b) is the same. As for the outer diameter R, in the case of the rotary connector shown in FIG. 5 (a), the outer diameter R corresponds to the inner diameter of the outer cylinder portion, but in the case of the rotary connector shown in FIG. 5 (b), The outer diameter R corresponds to the outer diameter dimension of the guide wall, which is smaller than the inner diameter dimension of the outer cylinder portion. Therefore, as apparent from the above equation (1), the outer diameter R of the present embodiment shown in FIG. 5B is much smaller than that of the conventional example shown in FIG. The length L of the
なお、上記実施形態例では、外側リードブロック10と内側リードブロック12をそれぞれステータ1とロータ2の所定位置に固定し、これら外側リードブロック10と内側リードブロック12に2枚のフラットケーブル3A,3Bの両端部を接続した場合について説明したが、比較的スペースに余裕のあるステータ1に固定される外側リードブロック10については、2枚のフラットケーブル3A,3B毎に個々の外側リードブロックを接続するようにしても良い。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態例では、2枚のフラットケーブル3A,3Bを重ねて用いた回転コネクタについて説明したが、3枚以上のフラットケーブルを重ねて用いた多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。
In the above embodiment, the rotary connector using two
1 ステータ
2 ロータ
3A,3B フラットケーブル
3a 反転部
4 ホルダ
4a 環状平板部
4b ガイド壁
4c 支軸
4d 貫通孔
5 ケース
5a 外筒部
6 カバー
6a 底板部
6b 下側収納部
7 上部ロータ
7a 天板部
7b 内筒部
7c 上側収納部
8 下部ロータ
9 環状空間
10 外側リードブロック
11,13 リード線
11a,13a 外部コネクタ
12 内側リードブロック
14 ローラ
15 開口通路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ホルダに1つの開口通路を有するガイド壁を設け、このガイド壁の内壁面を前記内筒部を包囲するように円筒状に形成すると共に、前記ロータの回転中心から前記ガイド壁の外壁面までの距離が他の部分に比べて前記開口通路の近傍で大きくなるように設定し、前記各フラットケーブルの全ての反転部を前記開口通路内に配置させたことを特徴とする回転コネクタ。 A stator having an outer cylindrical portion, a rotor rotatably connected to the stator and provided with an inner cylindrical portion that defines an annular space with the outer cylindrical portion, and a winding direction in the middle of the annular space And a plurality of flat cables whose both ends are led out to the outside via the inner cylinder part and the outer cylinder part, and a holder rotatably arranged in the annular space, With
A guide wall having one opening passage is provided in the holder, and the inner wall surface of the guide wall is formed in a cylindrical shape so as to surround the inner cylinder portion, and from the rotation center of the rotor to the outer wall surface of the guide wall. The rotary connector is characterized in that the distance is set to be larger in the vicinity of the opening passage than in other portions, and all the reversing portions of the flat cables are arranged in the opening passage.
The rotation according to claim 1 or 2, wherein the holder is provided with an annular flat plate portion having an outer diameter that is substantially the same as the inner diameter of the outer cylinder portion, and the guide wall is erected on the annular flat plate portion. connector.
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071002 |