JP2006082686A

JP2006082686A - ステアリングロールコネクタ

Info

Publication number: JP2006082686A
Application number: JP2004269266A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Kamiya; 和孝神谷
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2006-03-30

Abstract

【課題】本発明の目的は、ステータに対するロテータの中立位置に間違うことなく中立ピンを差し込むことのできるステアリングロールコネクタを提供することにある。
【解決手段】本発明のステアリングロールコネクタ１においては、車体側に固定されるステータ１０と、ステアリングホイール側に設けられこれと一体的に回転するロテータ２０と、ステータ１０とロテータ２０とで構成される空間内に保持され一端がステータ１０に他端がロテータ２０に接続されるフラットケーブル１３と、ステータ１０、ロテータ２０双方に対して相対的に回転可能でフラットケーブル１３がドーナツ状円盤４１に立設された回転ロール４２に掛け回されるリテーナ４０とを有し、ロテータ２０の天板２０ａとリテーナ４０のドーナツ状円盤４１とステータ１０の底板１０ｂに中立ピン差込孔１７、２７、４７が設けれ、一致した中立ピン差込孔に中立ピン３０が差し込まれている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に組み付けられるステアリングロールコネクタに関するもので、より詳細には車両に組み付けられるまでの間、ステータに対してロテータが正しく中立位置にあることを保証する中立ピン付きのステアリングロールコネクタに関するものである。

自動車等の車両に装着されるステアリングロールコネクタの場合、ステアリングロールコネクタを構成するステータが車体側に固定され、ロテータがハンドル、すなわちステアリングホイール側にこのステアリングホイールと共に一体的に回転するように組み付けられている。
そしてこのステータとロテータとが作る空間内部に所定長のフラットケーブルの如き接続部材を巻回状態で収納し、その一端をロテータに、他端をステータに、それぞれコネクタを介して接続して、車体側とステアリングホイール側とを電気的に接続している。

このように車体側とステアリングホイール側とをフラットケーブルのような接続部材で電気的に接続して、ステアリングホイールに取り付けられているホーンスイッチ等の操作部によって、対応するホーン等を操作したり、エアーバックと電源を接続したりしている。

このようにしてなるステアリングロールコネクタを装着した自動車等においては、通常ステアリングホイールを左右とも最大限２回転程度回転できるように設定されていて、その全回転領域の中間、すなわちステアリングホイールが車両の直進時に対応する位置にあるとき、前記ロテータが前記ステータに対して中立位置にある、としている。

このステアリングロールコネクタを車両に搭載する場合には、ロテータの中立位置と車両の直進時のステアリングホイールの位置とが一致するように、ロテータをステアリングホイールに固定する必要がある。
このようにすることでステアリングホイールの全回転領域において、前述したフラットケーブルに無用の負荷を掛けることがなくなり、ステアリングホイールの回転も滑らかにすることができる。

ところでこのステアリングロールコネクタをスイッチ等を有するユニットに組み込んで出荷する場合には、ステアリングロールコネクタをユニットに組み込んだ後、ユニットとしての作動検査を行う必要がある。
この場合、ステアリングロールコネクタを製造後、これをユニットに組み込む以前においては、前述したロテータがステータに対して中立位置にあるように、ロテータをステータに対して中立位置に位置決めした状態で中立ピンで固定しておき、ステアリングロールコネクタをユニットに組み込んだ後、前記作動検査の際には、ステアリングロールコネクタを回転させるため中立ピンを一旦抜き、検査終了後に再度中立ピンを差し込んでロテータをステータに対して中立位置に保持してユニットの完成品としていた。この一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示されているステアリングロールコネクタを図３〜図５に示す。
図３〜図５が示すステアリングロールコネクタは、車両の車体側に固定されるステータ１０と、ステアリングホイール側に固定されステアリングホイールと共に一体的に回転するロテータ２０と、ステータ１０とロテータ２０とで構成される空間内部に保持され、一端がステータ１０に、他端がロテータ２０に接続されるフラットケーブルからなる接続部材（図示せず）とを有していて、この接続部材によりステータ１０とロテータ２０とを電気的に接続している。

図３が示すロテータ２０のドーナツ状の天板２０ａは、ステータ１０の円筒壁１０ａに沿って回転可能になっている。そしてこのステータ１０の円筒壁１０ａには中立ピン保持部１１０が、ロテータ２０の天板２０ａの表面には突起２１がそれぞれ設けられていて、中立ピン保持部１１０と突起２１とが一致した位置が、ロテータ２０がステータ１０に対して中立位置になっている。

中立ピン保持部１１０は、図４が示すように少なくとも上方が開口した角筒状になっていて、突起２１と中立ピン保持部１１０の位置を一致させたら、図４が示すように中立ピン３０を中立ピン保持部１１０に差し込む。
この中立ピン３０は、中立ピン保持部１１０に差し込まれる被保持片３１と、この被保持片３１から上方にアーチ状に延びる摘み部３６と、被保持片３１に対してほぼ直角にステアリングロールコネクタの中心方向に延びる係合片３４とを備えている。

中立ピン３０の被保持片３１の先端は、スリット３７により２つの脚部３２、３３に分割されており、各脚部３２、３３の先端付近には横方向外側に向かって各々突起部３２ａ、３３ａが設けられている。
図５は、中立ピン３０の被保持片３１を中立ピン保持部１１０に差し込んだ状態を示している。この状態では中立ピン３０の前記各脚部３２、３３は、中立ピン保持部１１０の側壁１１１、１１３により突起部３２ａ、３３ａが内側に押圧されて内側に撓む。この反作用で各突起部３２ａ、３３ａが中立ピン保持部１１０の両側壁１１１、１１３に圧接し、中立ピン３０の被保持片３１は中立ピン保持部１１０に着脱自在に保持される。
ここで符号１１２は中立ピン保持部１１０の正面壁を、符号１１４は中立ピン３０の挿入口を示している。

一方、中立ピン３０を中立ピン保持部１１０に差し込むと、中立ピン３０の係合片３４に穿たれた開口３５に前記天板２０ａの表面に設けられている突起２１が嵌り、ロテータ２０がステータ１０に対して中立位置で固定され、相互の相対的な回転が阻止される。

このように特許文献１に開示されているステアリングロールコネクタでは、ステータ１０の円筒壁１０ａに中立ピン保持部１１０を、ロテータ２０の表面に突起２１を各々設け、両者が一致した位置で中立ピン３０を嵌め込んで、ロテータ２０がステータ１０に対して回転しないようにすることで、ロテータ２０をステータ１０に対して中立位置に位置決めし、ステアリングロールコネクタを車両に組み込むまで中立位置が変化しないようにしていた。より具体的には、このステアリングロールコネクタをユニットに組み込んだ後、作動検査を行う際には、中立ピン３０を中立ピン保持部１１０から抜き取り、検査終了後には再度中立ピン３０を中立ピン保持部１１０に差し込み、かつ突起２１を開口３５に嵌め込んで、ロテータ２０をステータ１０に対して中立位置が変化しないようにしていた。

特開平１１−３３９９１７号公報

ところで図３〜図５に示されている特許文献１記載のステアリングロールコネクタの場合、前述したようにステアリングホイールは、通常左右に最大２回転程度回転するように設計されている。
そのため、例えばステアリングロールコネクタ製造後、ロテータ２０がステータ１０に対して中立位置になるように中立ピン３０を中立ピン保持部１１０及び突起２１に差し込んで固定したものを、前述したようにユニットに組み込んだ状態で作動検査を受けなければならないため、このコネクタを最終的に車両に組み込む前に、中立ピン３０を一度抜き取り、検査終了後再度差し込みを行わねばならず、この際、ステータ１０に対してロテータ２０が、例えば中立位置から１回転した位置で間違って中立ピン３０を差し込んでしまう可能性がある。
すなわち前述したように車体側、すなわちステータ１０に対してステアリングホイールは通常２回転程度回転可能になっているため、ステータ１０の中立ピン保持部１１０とロテータ２０の突起２１が合致する位置は、ロテータ２０の中立位置だけでなく、ロテータ２０が１回転後及び２回転後にも起こり得るからである。

そこで本発明の目的は、ステータに対するロテータの中立位置に間違うことなく確実に中立ピンを差し込むことのできるステアリングロールコネクタを提供することにある。

前記目的を達成すべく請求項１記載のステアリングロールコネクタは、ドーナツ状の底板と該底板の外周壁を構成する円筒壁を備え車両の車体側に固定されるステータと、前記車両のステアリングホイール側に設けられ前記ステータの円筒壁に沿って回転可能なドーナツ状の天板を備えて前記ステアリングホイールと共に一体的に回転するロテータと、前記ステータと前記ロテータで構成される空間内部に保持され一端が前記ステータに接続され他端が前記ロテータに接続される接続部材と、前記ステータ及び前記ロテータの双方に対して相対的に回転可能であって前記接続部材がドーナツ状円盤上に立設された回転ロールに掛け回されているリテーナとを有するステアリングロールコネクタであって、前記ロテータの天板と前記リテーナのドーナツ状円盤と前記ステータの底板に中立ピン差込孔がそれぞれ設けられ、前記車両が直進可能な状態での前記ステアリングホイールの回転位置である中立位置から前記ステアリングホイールの回転が制限される回転位置までの間に前記３つの中立ピン差込孔が前記中立位置以外では一致しないようになっていて、前記３つの中立ピン差込孔が一致した位置でこれら３つの中立ピン差込孔に中立ピンが差し込まれて前記ロテータが前記中立位置に位置決めされることを特徴とするものである。

このようにしてなる請求項１記載のステアリングロールコネクタによれば、ドーナツ状の底板とこの底板の外周壁を構成する円筒壁を備え車両の車体側に固定されるステータと、前記車両のステアリングホイール側に設けられステータの円筒壁に沿って回転可能なドーナツ状の天板を備えてステアリングホイールと共に一体的に回転するロテータとに加え、前記ステータと前記ロテータで構成される空間内部に前記ステータ及び前記ロテータの双方に対して相対的に回転可能であって、例えばフラットケーブルからなる接続部材がドーナツ状円盤に立設された回転ロールに掛け回されてその巻き方向が反転するようになっているリテーナとを有していて、かつ予めステータに対してロテータが中立位置に保持される位置に対応して、ロテータの天板、リテーナのドーナツ状円盤及びステータの底板にそれぞれ中立ピン差込孔が設けられていて、しかも前記車両が直進可能な状態での前記ステアリングホイールの回転位置である中立位置から前記ステアリングホイールの回転が制限される回転位置までの間、すなわち最大回転位置までの全回転領域内で、これら３つの中立ピン差込孔が前記中立位置以外では一致しないようになっている。

換言すると、これら３つの中立ピン差込孔がすべて一致する位置は、ステアリングホイールが左右に最大限回転させられたとしても、この回転限度内では前記中立位置の１箇所でしか起こり得ないことになる。
このことから前記３つの中立ピン差込孔が一致した位置でこれら３つの中立ピン差込孔に中立ピンを差し込めば、ステータに対してロテータを、その中立位置に確実に、間違うことなく保持、固定することができる。

以上のように本発明によれば、ステータに対するロテータの中立位置に確実に、間違うことなく中立ピンを差し込むことのできるステアリングロールコネクタを提供することができる。

以下に本発明のステアリングロールコネクタを図１及び図２を用いて詳細に説明する。
ここで図１は本発明のステアリングロールコネクタの展開斜視図である。但し、図が煩雑になるため接続部材、例えばフラットケーブルは省略してある。また図２は本発明のステアリングロールコネクタにおいて、ロテータの天板を除去してステータ内の接続部材及びリテーナを上方から見た図、すなわち平面図である。

図１、図２が示すように本発明のステアリングロールコネクタ１は、構成部材の１つとして、まず車体側に固定されるステータ１０を有している。このステータ１０はドーナツ状の底板１０ｂと、この底板１０ｂに組み付けられて有底の筒状体を形成する円筒壁１０ａとからなっている。また符号１１はコネクタ保持部で、円筒壁１０ａに設けられているコネクタ保持部１１ａと底板１０ｂに設けられているコネクタ保持部１１ｂとが互いに組み合わされてこのコネクタ保持部１１を構成している。そして図２に示すフラットケーブル１３の一端に接続されたコネクタ（図示されていない）がこのコネクタ保持部１１内に収納され、固定されている。
また底板１０ｂに設けられている円形の孔１４は、ステアリングホイールのコラムシャフト（ステアリングホイールの軸）が貫通するためのものである。

一方、ステアリングホイールのコラムシャフトには、ステアリングホイールと一体的にロテータ２０が組み付けられている。このロテータ２０には、ステータ１０の円筒壁１０ａを介してステータ１０の底板１０ｂと対向するように天板２０ａが設けられている。この天板２０ａは円筒壁１０ａの上端に設けられた溝部１５に、ステータ１０に対して回転自在に嵌め込まれている。
また符号２２は天板２０ａに設けられたコラムシャフト貫通用の孔で、前述した底板１０ｂに設けられている円形の孔１４と同軸状に形成されている。尚、符号２３はこの孔２２に沿って設けられている筒状の壁で、ステアリングホイールをいずれかの方向に回転した際、接続部材であるフラットケーブル１３がこの筒状の壁２３の外側に巻き付いたり、緩んだりするようになっている。

また符号２４はコネクタ保持部で、図２に示されているフラットケーブル１３の他端に接続されるコネクタ（図示されていない）がこのコネクタ保持部２４内に保持され、固定される。
このようにフラットケーブル１３の両端末にはそれぞれコネクタが接続され、ステータ１０及びロテータ２０の各コネクタ保持部１１、２４内に保持、固定され、ステータ１０とロテータ２０とが電気的に接続されている。

そして前記ステータ１０の底板１０ｂ及び円筒壁１０ａと、ロテータ２０の天板２０ａ及び筒状の壁２３とで形成される空間内部には、ステータ１０及びロテータ２０双方に対して回転自在にドーナツ状円盤４１を有するリテーナ４０が、ステータ１０やロテータ２０と同軸状に収納されており、かつこのリテーナ４０のドーナツ状円盤４１の表面には適宜間隔で軸支されて複数の回転ロール４２が回転自在に立設されている。
尚、各回転ロール４２はドーナツ状円盤４１上にあって、１つの仮想円周上に前述したように適宜間隔で回転自在に軸支されている。
そして図２が示すように、この回転ロール４２にフラットケーブル１３が掛け回されている。具体的には図２における回転ロール４２ａに掛け回されて、その巻き方向が反転されている。
ここでフラットケーブル１３が回転ロール４２ａに掛け回されるとは、前述のように回転ロール４２ａに掛けられて、その巻き方向を反転されていることを意味する。

またリテーナ４０のドーナツ状円盤４１の中心には孔４３が穿たれていて、この孔４３をロテータ２０の筒状の壁２３やコラムシャフトが貫通する。
また符号４４、４５は回転ロール４２ａにより掛け回され、巻き方向を反転されるフラットケーブル１３の外側回りと内側回りが接触しないように仕切る仕切り部材である。

このようにしてなる本発明のステアリングロールコネクタ１にあっては、コラムシャフトと共にロテータ２０がステータ１０に対して、いま例えば時計方向、すなわち図２において矢印Ａ方向に回転すると、ロテータ２０にその一端が接続されているフラットケーブル１３は順次ロテータ２０の筒状の壁２３の外側に巻き付けられ、逆にロテータ２０が反時計方向、すなわち矢印Ｂ方向に回転すると、フラットケーブル１３の巻きが緩み、ステータ１０の円筒壁１０ａの内面に沿って巻かれる。

それ故、リテーナ４０はロテータ２０の回転に対して減速された状態で回転することになる。因みにこの減速率は、前述したロテータ２０の筒状の壁２３の外径と、円筒壁１０ａの内径とを適宜選択すれば、所望の減速率に設計することができる。
ここでいう減速率とは、ロテータ２０の筒状の壁２３の外径をｒとし、ステータ１０の円筒壁１０ａの内径をＲとすると、ｒ／（ｒ＋Ｒ）と定義することができる。

そして本発明のステアリングロールコネクタの特徴は、ステータ１０の底板１０ｂ、ロテータ２０の天板２０ａ及びリテーナ４０のドーナツ状円盤４１に、ロテータ２０がステータ１０に対して中立位置になるような位置に対応して、各々中立ピン差込孔１７、２７及び４７を設け、後述するようにこの３つの中立ピン差込孔１７、２７及び４７が一致した位置で、これら３つの中立ピン差込孔１７、２７及び４７に中立ピン３０を差し込んで、ステータ１０、ロテータ２０及びリテーナ４０の相対位置を動かないように固定できるようにした点にある。

ところで通常の乗用車ではステアリングホイールは左右最大でも２回転程度、トラックでも左右せいぜい３回転程回転する程度に設計されている。
そこで本発明のステアリングロールコネクタにおいては、前述したように、ステータ１０の底板１０ｂ、ロテータ２０の天板２０ａ及びリテーナ４０のドーナツ状円盤４１にそれぞれ中立ピン差込孔１７、２７及び４７を設け、かつ前述したようにリテーナ４０のドーナツ状円盤４１上に立設した回転ロール４２ａにフラットケーブル１３を掛け回して、ロテータ２０に対してリテーナ４０を減速させ、その減速率を適切に選択することにより、ステアリングホイールが左右に最大限回転したとしても、具体的には３回転程度回転したとしても、前記３つの中立ピン差込孔１７、２７及び４７の３つがすべて一致するのは、乗用車やトラック等車両が直進可能な状態でのステアリングホイールの回転位置である中立位置から、ステアリングホイールの回転が制限される回転位置、すなわち最大回転位置（最大回転角）までの全回転領域においては、中立位置のみ、それ以外の位置では一致しないように設計されている。

例えば、前述した減速率を５／１２にすると、３つの中立ピン差込孔１７、２７及び４７がすべて一致するのは中立位置以外では、ロテータ２０が１０回転以内では１度も起こり得ない。より具体的には、ロテータ２０が１２回転し、リテーナ４０が５回転して初めて中立位置以外の位置で３つの中立ピン差込孔１７、２７及び４７が一致することになる。しかしながら前述したように通常は、いずれの車両でもロテータ２０の最大回転数はせいぜい左右に３回転程度で、１２回転もするようには設計されてはいない。
それ故、３つの中立ピン差込孔１７、２７及び４７がすべて一致する位置で中立ピン３０をこれら３つの中立ピン差込孔１７、２７及び４７に差し込めば、確実に中立位置に中立ピン３０を差し込んだことになる。

このように本発明のステアリングロールコネクタが搭載される車両におけるステアリングホイールの左右への最大回転数が判れば、前述したようにロテータ２０の筒状の壁２３の外径と円筒壁１０ａの内径を適宜選択して、ステアリングホイールが左右に最大限回転させられたとしても、その全回転領域内で３つの中立ピン差込孔１７、２７及び４７が中立位置以外では一致しないように、リテーナ４０のロテータ２０に対する減速率を決めてやればよい。

尚、いうまでもなく３つの中立ピン差込孔１７、２７及び４７は、ロテータ２０がステータ１０に対して中立位置になる状態で、各底板１０ｂ、天板２０ａ及びドーナツ状円盤４１に、各中立ピン差込孔１７、２７及び４７が合致するように穿ったものである。

前述したように本発明のステアリングロールコネクタにあっては、予めステータに対してロテータが中立位置に保持される位置に対応して、ロテータの天板、リテーナのドーナツ状円盤及びステータの底板にそれぞれ中立ピン差込孔が設けられていて、しかも車両が直進可能な状態でのステアリングホイールの回転位置である中立位置からステアリングホイールの回転が制限される回転位置までの間、すなわち最大回転位置までの全回転領域内で、これら３つの中立ピン差込孔が中立位置以外では一致しないようになっている。
具体的にはロテータ２０に対するリテーナ４０の減速率が決められている。

その結果、ステアリングホイールが左右に最大限回転したとしても、その回転領域内では、中立ピン差込孔１７、２７及び４７は必ず１箇所、すなわちロテータ２０がステータ１０に対して相対的に中立位置になる位置でしか一致しない。それ故、３つの中立ピン差込孔１７、２７及び４７が一致した位置で中立ピン３０を差し込めば、必ずロテータ２０はステータ１０に対して相対的に中立位置で固定されることになる。

ところで前述した実施例では、中立ピン差込孔１７、２７及び４７は円形であるが、円形に限定される必要はなく、他の形状の孔であってもよい。
また前述した実施例では接続部材としてフラットケーブルを使用しているが、接続部材としてはフラットケーブルに限定されるものではなく、ステータ１０とロテータ２０とを電気的に接続するものであれば他のもの、具体的には導体に絶縁体を施した断面円形の通常の絶縁線を複数本束ねたものであってもよいし、さらに複数の絶縁線を撚り合わせ、これに押え巻きを施したものでもよい。但し、ステータとロテータとで形成される空間内部でリテーナに要求される動きを阻害しないものでなければならない。
同様に、前述した実施例ではステータ１０を構成する円筒壁１０ａと底板１０ｂとは別々のものを組み付けているが、最初から一体のものであってもよい。

以上述べたように本発明のステアリングロールコネクタによれば、ステータに対するロテータの中立位置に、確実にかつ間違うことなく中立ピンを差し込むことのできるステアリングロールコネクタを提供することができる。

本発明のステアリングロールコネクタの展開斜視図である。本発明のステアリングロールコネクタにおいて、ロテータの天板を除去した状態を示す平面図である。従来のステアリングロールコネクタの一部斜視図である。図３に示す従来のステアリングロールコネクタの中立ピン及び中立ピン保持部近傍を示す斜視図である。図３に示す従来のステアリングロールコネクタにおいて、中立ピンの差し込み状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１ステアリングロールコネクタ
１０ステータ
１０ａ円筒壁
１３フラットケーブル
１７中立ピン差込孔
２０ロテータ
２０ａ天板
２７中立ピン差込孔
３０中立ピン
４０リテーナ
４７中立ピン差込孔

Claims

ドーナツ状の底板と該底板の外周壁を構成する円筒壁を備え車両の車体側に固定されるステータと、前記車両のステアリングホイール側に設けられ前記ステータの円筒壁に沿って回転可能なドーナツ状の天板を備えて前記ステアリングホイールと共に一体的に回転するロテータと、前記ステータと前記ロテータで構成される空間内部に保持され一端が前記ステータに接続され他端が前記ロテータに接続される接続部材と、前記ステータ及び前記ロテータの双方に対して相対的に回転可能であって前記接続部材がドーナツ状円盤上に立設された回転ロールに掛け回されているリテーナとを有するステアリングロールコネクタであって、前記ロテータの天板と前記リテーナのドーナツ状円盤と前記ステータの底板に中立ピン差込孔がそれぞれ設けられ、前記車両が直進可能な状態での前記ステアリングホイールの回転位置である中立位置から前記ステアリングホイールの回転が制限される回転位置までの間に前記３つの中立ピン差込孔が前記中立位置以外では一致しないようになっていて、前記３つの中立ピン差込孔が一致した位置でこれら３つの中立ピン差込孔に中立ピンが差し込まれて前記ロテータが前記中立位置に位置決めされることを特徴とするステアリングロールコネクタ。