JP2009193688A - 回転コネクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリング装置に装着する際に、回転ケースが回転してしまうのを確実に防ぐことができる回転コネクタ装置を提供する。
【解決手段】回転コネクタ装置１は、固定ケース３と回転ケース２と、空間部に配置された帯状の伝送線を案内するローラを保持するリテーナ１０と、回転ケース２側に固定されて付勢部材３０を収納する付勢部材収納部２０と、付勢部材の力により移動することで回転ケースと固定ケースとの中立位置Ｇを維持するためのストッパー３４を備え、固定ケースは、中立位置においてのみストッパー３４を挿入する開口部１５を有し、リテーナ１０は、中立位置においてのみストッパー３４を挿入する開放部３６Ｓを有し、ストッパー３４は、ステアリング装置の押し部材１０１により押されることで開口部と開放部から、付勢部材の力に抗して退出される。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転コネクタ装置に関し、特に回転ケースと固定ケースとの間で、電気信号や光信号などの信号、あるいはこれらの信号と電力を同時に伝送するのに用いられる回転コネクタ装置に関する。

回転コネクタ装置は、相対的に回転する二部材である回転ケースと固定ケースの間で、電力、電気信号、光信号あるいはこれらの信号や電力を組み合わせて伝送する。回転コネクタ装置は、例えば自動車のステアリング装置に設けられて、車体側とエアバックとの電気的な接続をして、エアバックの起動に使用する。

回転ケースと固定ケースの内部には環状の空間が形成されており、この環状の空間内には、複数のローラを有するリング部材（リテーナ）が収容されている。このリング部材は、環状の空間内において周方向に移動自在に収容されている。そして、フラットケーブルが環状の空間内において渦巻き状に巻回されて収容されており、フラットケーブルの一端部が固定ケース側に接続され、フラットケーブルの他端部が回転ケースに接続されている。

この回転コネクタ装置の回転ケースと固定ケースとは、中立固定ピンを用いて固定して回転ケースが固定ケースに対して回転しないように固定した状態で、回転コネクタ装置を自動車メーカに納入している。そして、自動車メーカでは、自動車の車体が直進の状態となるステアリングの位置で、中立固定ピンを抜いてから回転コネクタ装置をステアリング装置へ装着している。

しかし、この中立固定ピンを抜いてステアリング装置に装着するまでの間に、回転コネクタ装置の回転ケースが回転してしまう。このため、作業者が固定ケースと回転ケースの位置関係を中立状態に戻す際には、回転ケースの回転方向を違えてしまい、回転ケースが固定ケースに対して一回転ずれた状態でステアリング装置に装着されてしまう問題がある。このような問題は、回転コネクタ装置を自動車ディーラに納入する場合でも発生する。
そこで、ステアリングに組み込む際に、ステアリング側のコラムピンやボスにより中立位置のロック手段を自動的に解除することが、特許文献１に記載されている。
特開平９−１６９２７５号公報

しかし、特許文献１に記載されている回転コネクタ装置では、ステアリング側のコラムピンやボスがステアリング装置の構造によっては設けることができないことがあり、固定ケースと回転ケースとの固定状態を確実に保持できることが望まれている。
そこで、本発明は上記課題を解消するために、ステアリング装置に装着する際に、回転ケースが回転してしまうのを確実に防ぐことができる回転コネクタ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解消するために、本発明の回転コネクタ装置は、ステアリング装置に装着される回転コネクタ装置であって
リング状の固定ケースと、
前記固定ケースに対して相対的に回転自在に組み合わされるリング状の回転ケースと、
前記回転ケースと前記固定ケースとにより形成されるリング状の空間部に配置された帯状の伝送線と、
前記伝送線を案内するローラを保持するリテーナと、
前記回転ケース側に固定されて付勢部材を収納する付勢部材収納部と、
前記付勢部材収納部に配置されて、前記付勢部材の力により移動することで前記回転ケースと前記固定ケースとの中立位置を維持するためのストッパーと、を備え、
前記固定ケースは、前記中立位置においてのみ前記ストッパーを挿入する開口部を有し、前記リテーナは、前記中立位置においてのみ前記ストッパーを挿入する開放部を有し、
前記ストッパーは、前記ステアリング装置の押し部材により押されることで前記開口部と前記開放部から、前記付勢部材の力に抗して退出されることを特徴とする。

本発明の回転コネクタ装置は、好ましくは前記回転ケース側の前記付勢部材収納部は突起部を有しており、前記固定ケースには前記突起部をはめ込むためのはめ合い用の穴部が形成されていることを特徴とする。

本発明の回転コネクタ装置は、好ましくは前記付勢部材は、コイルバネであり、前記コイルバネの一端部は前記ストッパーに当ててあり、前記コイルバネの他端部は前記付勢部材収納部の底面部に保持されていることを特徴とする。
本発明の回転コネクタ装置は、好ましくは前記中立位置以外では、前記固定ケースは前記ストッパーが移動するのを防ぐ突起部を有することを特徴とする。

本発明によれば、ステアリング装置に装着する際に、回転ケースが回転してしまうのを確実に防ぐことができる回転コネクタ装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の回転コネクタ装置の好ましい実施形態を示す斜視図である。
図１に示す回転コネクタ装置１は、ロテータ（回転ケースに相当）２とステータ（固定ケースに相当）３を有しており、自動車のステアリング装置に装着されるようになっている。ロテータ２とステータ３は、共にリング形状を有しており、リング状の空間部４を形成している。例えば、ロテータ２は、ステアリングホイール側に固定され、ステータ３は、ステアリングコラム側に固定される。

図２は、ロテータ２とステータ３の空間部４を示している。
図２に示すように、環状の空間部４内には、リング部材としてのリテーナ１０と、フラットケーブル９と、規制ローラ５とローラ６が配置されており、このリテーナ１０には、規制ローラ５とローラ６が間隔をおいて配置されている。

規制ローラ５とローラ６は、フラットケーブル９を案内するローラである。フラットケーブル９は、電力や電気信号あるいは光信号の１つ又は複数を伝送する可撓性を有する帯状の伝送線であり、平行に配置された複数の導体が電気絶縁の被覆体により被覆されている。
図２に示すように、フラットケーブル９は、ステータ３の内周面に沿って渦巻き状に巻回されると共に、フラットケーブル９の一端部はモールド部９Ｂに接続され、フラットケーブル９の他端部はモールド部９Ｃに接続されている。モールド部９Ｂの中間の反転部９Ｄで巻回方向が反転されている。このフラットケーブル９は、ロテータ２が時計回りと反時計回りに回転する際に同じ回転数だけ回転できるように巻き締まりと巻き緩みの中立位置を調整した状態で、空間部４に収納されている。以下、この巻き締まりと巻き緩みの中立位置を、真の中立位置と呼ぶことにする。

図３は、図１に示す回転コネクタ装置１の断面構造と、自動車のステアリング装置１００の芯金１０１を示している。図３では、ステアリング装置１００の芯金１０１がＳ方向に移動する前の状態を示している。芯金１０１は、ステアリング装置１００からＳ方向に突出して形成されている押し部材である。

図３に示す回転コネクタ装置１の断面では、ロテータ２とステータ３とリテーナ１０と規制ローラ５を示している。ロテータ２とステータ３が形成している空間部４内には、リテーナ１０と規制ローラ５が収納されている。図３では、図示の簡単化のために、右半分の回転コネクタ装置１の断面を中心軸ＣＬを中心として示し、左半分の回転コネクタ装置１を破線で省略して示している。

図３は、ロテータ２とステータ３の回転方向の相対的な位置関係が、真の中立位置Ｇにある。図３に示すように、ロテータ２はほぼ円筒状のスリーブ１３を有している。このスリーブ１３は図４に示しており、スリーブ１３はリング状の延長部分１４を有している。延長部分１４には、１つの開口部１５が形成されている。

また、図３に示すように、ステータ３の下部には、コイルバネ収納部２０を有している。コイルバネ収納部２０は図４にも示しており、コイルバネ収納部２０は、図４に示すようにほぼ円筒状の部材であるが、外周壁２２と底面部２４とロック部２３を有している。このコイルバネ収納部２０の底面部２４はスリーブ１３の内壁部２１に対して固定されている。外周壁２２と外周壁２２の底面部２４とスリーブ１３の内周壁２１との間の空間は、コイルバネ３０を収納する収納空間３１である。この収納空間３１にはコイルバネ３０が収納されている。

従って、コイルバネ収納部２０とスリーブ１３とコイルバネ３０とストッパー３４は、ロテータ２を構成する要素であり、スリーブ１３はロテータ２に固定されている。
ロック部２３は、コイルバネ収納部２０の外周壁２２において中心軸ＣＬを中心として等間隔をおいて３〜５箇所形成されている突起であるが、図３の部分Ｈで示すようにコイルバネ収納部２０の外周壁２２のその他の部分は、この突起は形成されていない。

一方、ステータ３には、はめ合い用の穴部２９が中心軸ＣＬを中心とする全周囲に沿って等間隔をおいて３〜５箇所形成されている。従って、複数の各ロック部２３は、複数の対応するはめ合い用の穴部２９にはめることができ、スリーブ１３とコイルバネ収納部２０は、ステータ３に対して中心軸ＣＬを中心として各ロック部２３の形成されている角度毎に回転させて位置決めできる。

図３に示すように、内周壁２１は穴部３３を有している。穴部３３はＳ方向に沿って形成されている。図３と図４に示すように、ストッパー３４は、ストッパー突出部３６と、段差部３７と、コイルバネ受け部３８と、芯金受け部３９を有している。この穴部３３にはストッパー３４の芯金受け部３９が通って、中心軸ＣＬに向いて突出している。

図３に示すように、ストッパー突出部３６は、延長部分１４の開口部１５を通じてＴ方向に突出させる部分である。段差部３７は、スリーブ１３の延長部分１４の下面を受ける部分である。芯金受け部３９は、平板状の部分であり、芯金１０１がＳ方向に下がってきたときに芯金１０１によりＳ方向に押される部分である。コイルバネ受け部３８は、コイルバネ３０の上端部を受ける部分である。コイルバネ３０の下端部は、底面部２４の内面に保持されている。

一方、図３に示すリテーナ１０は、リング状の部材であり、図３に示すように断面Ｌ字型の部分を有している。図３は、ロテータ２とリテーナ１０が上述した中立位置の関係にある状態を示している。図５、図７は、ロテータ２とリテーナ１０が上述した中立位置の関係には無い状態を示している。図６は、図３に示す真の中立状態にある回転コネクタ装置１に対して、ステアリング装置１００の芯金１０１がＳ方向に移動した状態を示している。図７は、上述した中立位置の関係には無い状態において、この芯金１０１が再びＴ方向に上がった状態を示している。

図３と図６に示すように、リテーナ１０は断面Ｌ字型の部分を有している。すなわち、ロテータ２とリテーナ１０が上述した中立位置の関係にある状態では、ストッパー３４に対応した位置のリテーナ１０は、ストッパー突出部３６が開口部１５と開放部３６Ｓに対してコイルバネ３０の力によって嵌まりこむことを妨げないような、突起部等は配置されていない。しかし、図７に示すように、ロテータ２とリテーナ１０が上述した中立位置の関係には無い状態の場合は、リテーナ１０の１つの突起部１６がＳ方向に向けて突出して形成されている。

ロテータ２はステアリングと同期して回転し、リテーナ１０はフラットケーブルと同期して回転する。リテーナ１０の回転速度は、ロテータ２の回転速度の何分の一のために、中立位置において突起部１６と突出部分４０が両方とも無い状態でステータ３とロテータ２とリテーナ１０が揃うのは、一箇所しかない。

次に、上述した回転コネクタ装置１の使用例を説明する。
図３では、ステアリング装置１００の芯金１０１がＳ方向に移動する前の状態を示している。ロテータ２とステータ３の回転方向の相対的な位置関係が、真の中立位置Ｇにある。すなわち、スリーブ１３の延長部分１４の開口部１５がストッパー３４のストッパー突出部３６に対応する位置にある。しかし、図７で示すリテーナ１０の突起部１６は図３の状態では位置されていない。

図３に示すように、回転コネクタ装置１がステアリング装置１００に装着される場合に、ステアリング装置１００の芯金１０１はまだＳ方向には下がっていないので、ストッパー３４はコイルバネ３０の力によりＴ方向に押圧されている。このため、コイルバネ３０の力により、段差部３７はスリーブ１３の下面に突き当てられてＴ方向に関して位置決めされており、ストッパー突出部３６は、開口部１５内にはまり込んでいる。しかも、ストッパー突出部３６は、リテーナ１０には突き当たってはいない。すなわち、リテーナ１０は、真の中立位置Ｇにおいてのみストッパー３４のストッパー突起部３６を挿入する開放部３６Ｓを有しているので、ストッパー突起部３６は、開口部１５と開放部３６Ｓに対してコイルバネ３０の力によりはまり込むことができる。
従って、ロテータ２とステータ３とリテーナ１０の中心軸ＣＬを中心とする回転方向の位置関係は、ストッパー突出部３６により確実に固定されている。

図５では、リテーナ１０のみ中立位置と同じ状態にあり、リテーナ１０は図３の場合と同様に、突起部１６はストッパー突出部３６に対応する位置には無い。しかし、ステータ３と、ロテータ２とリテーナ１０の回転ユニットとの位置関係が、図３の場合のステータ３とロテータ２とリテーナ１０の３者が真の中立位置Ｇにある場合とは異なっていて、ステータ３の突出部分４０がＶ方向に突出している。このＶ方向はＴ方向とＳ方向に直交する方向であり、中心軸ＣＬに向いている。

これにより、ストッパー突出部３６はコイルバネ３０によりＴ方向に押圧されているが、ストッパー突出部３６はこのステータ３の突出部分４０によりＴ方向への移動が押さえ付けられて突出することができない。従って、この場合には、ステータ３とロテータ２とリテーナ１０の３者はストッパー突出部３６により固定することができない。

図６では、図３に示すように、ロテータ２とステータ３の回転方向の相対的な位置関係が、真の中立位置Ｇにある場合に、ステアリング装置１００の芯金１０１がＳ方向に下がって、ストッパー３４の芯金受け部３９を、コイルバネ３０の力に抗してコイルバネ収納室３１内に押し下げる。これにより、ストッパー突出部３６は開口部１５から退出される。ステータ３とロテータ２とリテーナ１０の３者は、固定関係がなくなり、ステアリングの回転にともなってロテータ２はステータ３に対して回転することができる。これによりステア操作（ハンドルをきる）ことができるようになる。

図７では、芯金１０１がストッパー３４の芯金受け部３９を押していない状態でのステータ３とロテータ２とリテーナ１０の３者の別の位置関係例を示している。ロテータ２が右回転あるいは左回転に１回転目または２回転目の状態である。見かけ上中立位置にあるので、ステータ３の開口部１５はストッパー３４に対応しているが、リテーナ１０は中立位置にはないのでリテーナ１０の突起部１６の下端部がストッパー３４のストッパー突起部３６に突き当たっている。これにより、ストッパー３４のストッパー突起部３６はコイルバネ３０の力によりＴ方向に押されてもＴ方向には上がることができず、ストッパー突起部３６は開口部１５内に入ることができない。このため、ロテータ２はステアリングと同期してステータ３に対して回転できる。

図８では、芯金１０１がストッパー３４の芯金受け部３９を押していない状態でのステータ３とロテータ２とリテーナ１０の３者のさらに別の位置関係例を示している。この場合には、ステータ３の突出部分４０がストッパー突出部３６の上昇を抑えており、しかもリテーナ１０の突起部１６もストッパー突出部３６の上昇を抑えている。これにより、ストッパー３４のストッパー突起部３６はコイルバネ３０の力により押されてもＴ方向には上がらず、開口部１５内に入ることができない。このため、ロテータ２はステアリングと同期してステータ３に対して回転できる。

このように、本発明の実施形態では、図３に示すように、ステータ３の下部には、スリーブ１３の一部とコイルバネ収納部２０が配置されており、コイルバネ収納部２０にはコイルバネ３０とストッパー３４が収納されている。
図３に示すように、ステータ３とリテーナ１０は、真の中立位置Ｇのみでストッパー３４がＴ方向に向けて挿入可能であるように、ステータ３は、中立位置においてストッパーに対応した位置に開口部１５を有しており、かつ、リテーナ１０の突起部１６（図７参照）は位置されていない。

図３に示す真の中立位置Ｇの状態では、ストッパー３４が開口部１５に挿入されることにより、ステータ３とロテータ２とリテーナ１０の回転が固定されるので、回転コネクタ装置を移動してもステータ３とロテータ２との相対的な回転位置関係が変化しないので、回転コネクタ装置は出荷することが可能である。

ステータ３とリテーナ１０は、真の中立位置以外の位置では、少なくともステータ３は開口部１５を有していないか、あるいは、図７に示すようにリテーナ１０は突起部１６を有している。これにより、ストッパー３４は、Ｔ方向には移動できないので、ステータ３とロテータ２とリテーナ１０の回転を解除できる。

ステアリング装置１００の芯金１０１（ボス）がストッパー３４を押すことにより、ストッパー３４が開口部１５から退避されるので、ステアリングの回転ができる状態になる。
この真の中立位置で、ステアリング装置１００の芯金１０１をストッパー３４から退避すると、再度コイルバネ３０がストッパー３４を押し上げて、ストッパー３４は開口部１５にはまり込むので、ステータ３とロテータ２とリテーナ１０の回転を固定できる。

図９は、本発明の別の実施形態を示している。
スリーブ１３Ｂは、リング状の部分１４Ｂを有しており、このリング状の部分１４Ｂには開口部１５Ｂが形成されている。コイルバネ収納部２０には、ストッパー３４が配置されている。コイルバネ収納部２０は、外壁部２２Ｂと断面Ｌ字形の底面部２４Ｂを有しており、この底面部２４Ｂにはコイルバネ３０が保持されている。

本発明の回転コネクタ装置の実施形態は、ステアリング装置に装着される回転コネクタ装置であり、リング状の固定ケースと、固定ケースに対して相対的に回転自在に組み合わされるリング状の回転ケースと、回転ケースと固定ケースとにより形成されるリング状の空間部に配置された帯状の伝送線と、伝送線を案内するローラを保持するリテーナと、回転ケース側に固定されて付勢部材を収納する付勢部材収納部と、付勢部材収納部内に配置されて、付勢部材の力により移動することで回転ケースと固定ケースとの中立位置を維持するためのストッパーと、を備える。そして、固定ケースは、中立位置においてのみストッパーを挿入する開口部を有し、リテーナは、中立位置においてのみストッパーを挿入する開放部を有する。このストッパーは、ステアリング装置の押し部材により押されることで開口部と開放部から、付勢部材の力に抗して退出されるようになっている。
これにより、ステアリング装置に装着する際に、回転ケースが回転してしまうのを確実に防ぐことができる。

また、回転ケース側の付勢部材収納部は突起部を有しており、固定ケースには突起部をはめ込むためのはめ合い用の穴部が形成されている。これにより、回転ケースと固定ケースとの相対的な回転位置を確定できる。

付勢部材は、コイルバネであり、コイルバネの一端部はストッパーに当ててあり、コイルバネの他端部は付勢部材収納部の底面部に保持されている。これにより、コイルバネは確実に保持でき、コイルバネはストッパーを安定して付勢できる。
中立位置以外では、固定ケースはストッパーが移動するのを防ぐ突起部を有することを特徴とする。これにより、中立位置以外ではストッパーが移動するのを防いで回転ケースが固定ケースに対して固定されてしまうのを確実に防ぐことができる。

ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
例えば、コイルバネは、１つの大きい径の物を用いているが、そうではなく小さいコイルバネを一箇所もしくは複数箇所配置しても良い。ストッパーは、一箇所もしくは複数箇所配置しても良い。

本発明の回転コネクタ装置の好ましい実施形態を示す斜視図である。 ロテータとステータの空間部を示す平面図である。 図１に示す回転コネクタ装置の断面構造と、自動車のステアリング装置の芯金を示す断面図である。 スリーブとコイルバネ収納部を示す斜視図である。 ストッパーの上昇がステータの突起部により止められている状態を示す図である。 図３の状態からステアリング装置の芯金がストッパーを押し下げた状態を示す図である。 ストッパーの上昇がリテーナの突起部により止められている状態を示す図である。 ストッパーの上昇がステータの突起部とリテーナの突起部により止められている状態を示す図である。 本発明の別の実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 回転コネクタ装置
２ ロテータ（回転ケースに相当）
３ ステータ（固定ケースに相当）
４ リング状の空間部
５，６ ローラ
９ フラットケーブル（帯状の伝送線）
１０ リング部材としてのリテーナ
１３ スリーブ
１５ 開口部
１６ 突起部
２０ コイルバネ収納部（付勢部材収納部）
２９ はめ合い用の穴部
３０ コイルバネ（付勢部材）
３４ ストッパー
３６Ｓ 開放部
１００ 自動車のステアリング装置
１０１ 芯金（押し部材）

Claims (4)

1. ステアリング装置に装着される回転コネクタ装置であって
   リング状の固定ケースと、
   前記固定ケースに対して相対的に回転自在に組み合わされるリング状の回転ケースと、
   前記回転ケースと前記固定ケースとにより形成されるリング状の空間部に配置された帯状の伝送線と、
   前記伝送線を案内するローラを保持するリテーナと、
   前記回転ケース側に固定されて付勢部材を収納する付勢部材収納部と、
   前記付勢部材収納部に配置されて、前記付勢部材の力により移動することで前記回転ケースと前記固定ケースとの中立位置を維持するためのストッパーと、を備え、
   前記固定ケースは、前記中立位置においてのみ前記ストッパーを挿入する開口部を有し、前記リテーナは、前記中立位置においてのみ前記ストッパーを挿入する開放部を有し、
   前記ストッパーは、前記ステアリング装置の押し部材により押されることで前記開口部と前記開放部から、前記付勢部材の力に抗して退出されることを特徴とする回転コネクタ装置。
2. 前記回転ケース側の前記付勢部材収納部は突起部を有しており、前記固定ケースには前記突起部をはめ込むためのはめ合い用の穴部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転コネクタ装置。
3. 前記付勢部材は、コイルバネであり、前記コイルバネの一端部は前記ストッパーに当ててあり、前記コイルバネの他端部は前記付勢部材収納部の底面部に保持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転コネクタ装置。
4. 前記中立位置以外では、前記固定ケースは前記ストッパーが移動するのを防ぐ突起部を有することを特徴とする請求項３に記載の回転コネクタ装置。

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