JP2015060629A - 回転コネクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングシャフトに力が掛かった場合であっても、回転部材の係合部が破損することを防止可能な回転コネクタ装置を提供する。
【解決手段】ステアリングロールコネクタ１は、ステータと、ロテータ１２と、を備える。ロテータ１２には、ステアリングシャフト７０が挿入される挿入孔３２が形成され、当該ステアリングシャフト７０を取付可能なシャフト取付部６０が形成される。シャフト取付部６０は、ベース部と、軸部と、係合部と、を備える。ベース部は、ロテータ１２の挿入孔３２の内壁に形成される。軸部は、ベース部から、内壁に接触しないように軸方向に延び、少なくとも挿入孔３２の周方向に可撓性を有する。係合部は、軸部の端部に形成され、ステアリングシャフト７０と係合可能である。
【選択図】図７

Description

本発明は、ステアリングシャフトが取り付けられる回転コネクタ装置に関する。

従来から、自動車のステアリング側と車体側とのように、回転側と固定側を電気的に接続するための回転コネクタ装置が知られている。一般的に、自動車のステアリングは、緊急時に確実な動作を要求されるエアバッグ等の構成を備えている。このため、信頼性の低い摺動電極等は用いず、フラットケーブル等によってステアリング側と車体側とを接続する構成の回転コネクタ装置が採用されている。

特許文献１は、この種の回転コネクタ装置を開示する。この回転コネクタ装置は、固定部材と、回転部材と、を備える。固定部材と回転部材は回転可能に連結されている。回転部材にはステアリングシャフトが取り付けられ、回転部材は当該ステアリングシャフトと一体的に回転する。

特許文献１の回転部材（ロテータ）には、ステアリングシャフトと係合する係合突起が２つ形成されている。１つ目の係合突起は先細状の部材であり、ステアリングシャフトに圧入される。２つ目の係合突起は矢印状の部材であり、ステアリングシャフトに弾性的に係合される。なお、特許文献１では、矢印状の係合突起は、先細状の係合突起が破損したときにステアリングシャフトとの係合を維持する機能を有していると記載されている。

特開２０１１−２０４５０６号公報

ところで、回転コネクタ装置において、ステアリングシャフトに回転方向以外の力が掛かった場合、その力は、回転部材の係合突起に伝達される。その結果、係合突起が変形し、ステアリングシャフトと回転部材の中心がズレる事態（以下、偏心）が生じることがある。

ここで、特許文献１の先細状の係合突起は圧入により緩みを持たせることなく係合されているので、掛かる負荷によっては、先細状の係合突起が破損することがあった。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、ステアリングシャフトに力が掛かった場合であっても、回転部材の係合部が破損することを防止可能な回転コネクタ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の回転コネクタ装置が提供される。即ち、この回転コネクタ装置は、固定部材と、回転部材と、ケーブルと、を備える。前記回転部材は、前記固定部材に対し相対回転可能に取り付けられる。前記回転部材には、ステアリングシャフトが挿入される挿入孔が形成され、当該ステアリングシャフトを取付可能なシャフト取付部が形成される。前記ケーブルは、前記固定部材と前記回転部材で覆われるケーブル収容空間内に配置される。前記シャフト取付部は、ベース部と、軸部と、係合部と、を備える。前記ベース部は、前記回転部材の前記挿入孔の内壁に形成される。前記軸部は、前記ベース部から、前記内壁に接触しないように前記挿入孔の軸方向に延び、少なくとも前記挿入孔の周方向に可撓性を有する。前記係合部は、前記軸部に形成され、前記ステアリングシャフトと係合可能である。

これにより、ステアリングシャフトに回転方向以外の力が掛かった場合であっても、軸部が撓むことで、偏心を吸収することができる。

前記の回転コネクタ装置においては、前記回転部材には、前記回転部材の前記挿入孔の内壁であって前記軸部の近傍に位置し、所定以上撓んだ前記軸部と接触することで当該軸部の変形を阻止する軸ストッパが形成されることが好ましい。

これにより、シャフト取付部の軸部の過剰な撓みを防止することができるので、シャフト取付部の破損をより確実に防止できる。

前記の回転コネクタ装置においては、前記回転部材には、前記シャフト取付部が少なくとも２つ形成されることが好ましい。

これにより、偏心時にシャフト取付部に掛かる力が分散されるので、シャフト取付部の破損をより確実に防止できる。

前記の回転コネクタ装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、２つの前記シャフト取付部が向かい合うように配置される。前記ステアリングシャフトは、２つの前記シャフト取付部を結ぶ方向に位置を調整可能に取り付けられる。

これにより、２つのシャフト取付部を結ぶ成分の偏心はシャフト取付部を撓ませることなく偏心を吸収できる。従って、あらゆる方向の偏心に対応することができる。

本発明の一実施形態に係るステアリングロールコネクタの全体的な構成を示す外観斜視図。 ステアリングロールコネクタの分解斜視図。 シャフト取付部の斜視図。 シャフト取付部の投影図及びＡ−Ａ断面図。 偏心が生じていないときのステアリングロールコネクタの概略平面図。 所定の方向に偏心が生じたときのステアリングロールコネクタの概略平面図。 所定の方向に偏心が生じたときのステアリングロールコネクタの概略平面図。 所定の方向に偏心が生じたときのステアリングロールコネクタの概略平面図。

次に、図１及び図２を参照して発明の実施の形態を説明する。

図１及び図２に示すステアリングロールコネクタ（回転コネクタ装置）１は、ステータ（固定部材）１１とロテータ（回転部材）１２から構成される。

ステータ１１は、車体側の適宜の部材、例えばステアリングコラムのコンビネーションブラケットスイッチ（図略）に固定されている。また、ステアリングコラムには、ステアリングシャフト７０（後述の図５等を参照）が支持されている。ステータ１１はステアリングシャフト７０に対して相対回転可能に取り付けられている。

ロテータ１２には挿入孔３２が形成されており、この挿入孔３２に、ステアリングシャフト７０が挿入される。挿入孔３２には、図２に示すようにシャフト取付部６０が配置されている。シャフト取付部６０は、ステアリングシャフト７０と係合することができる（詳細は後述）。これにより、ロテータ１２は挿入孔３２に形成されたシャフト取付部６０によってステアリングシャフト７０とともに一体的に回転するように構成されている。

図２に示すように、ステータ１１は、固定側リング板２１と、この固定側リング板２１の外縁の部分に固定された円筒状の筒状部材３１と、を備えている。ロテータ１２はリング状に形成された回転側リング板２２を備えている。ロテータ１２の中央部には挿入孔３２が形成されている。ロテータ１２はステータ１１に対し、前記ステアリングシャフトの回転軸と同一の軸線を中心にして相対的に回転することができる。

図２に示すように、ステータ１１にはピン挿入孔１１ａが形成されている。ピン挿入孔１１ａには、回転止めのための固定ピン１７を差し込むことができる。固定ピン１７には固定突起１７ａが形成されている。固定突起１７ａは、ロテータ１２に形成された固定凹部１２ａに取り付けられる。これにより、ステータ１１に対してロテータ１２が回転しないようにロックすることができる。

この固定ピン１７は、ステアリングロールコネクタ１を車体に取り付ける際に、ロテータ１２の位置が中立位置（ロテータ１２を時計方向に最大に回した位置と、反時計方向に最大に回した位置と、の中間の位置）からズレないように、当該ステアリングロールコネクタ１の製造時に一時的に取り付けられるものである。

これにより、ステアリングロールコネクタ１の車体への組付作業の効率を向上させるとともに、組付ミスを防止することができる。なお、ステアリングロールコネクタ１を適切に車体に取り付けた後は、当該固定ピン１７をピン挿入孔１１ａへの差込み部分の根元で折り取ることにより、ステータ１１に対してロテータ１２を回転させることが可能となる。

また、図１に示すように、固定側リング板２１及び回転側リング板２２には、それぞれ三角形のマークが形成されている。これは、それぞれの三角形のマークの位置が一致したときには、ロテータ１２が中立位置（つまり中立状態）にあることを示すものである。

ステータ１１の固定側リング板２１には第１コネクタ４１が取り付けられ、ロテータ１２の回転側リング板２２には第２コネクタ４２が取り付けられる。第２コネクタ４２は、ロテータ１２の回転に伴って一体的に回転する。第１コネクタ４１及び第２コネクタ４２は、外部の電気回路（例えば、ホーンスイッチ、エアバッグモジュール、電源等）から引き出された図略のケーブルをそれぞれ接続可能に構成されている。

ステータ１１の固定側リング板２１と、ロテータ１２の回転側リング板２２とは、ロテータ１２の回転軸の方向で互いに対面する。これにより、ステータ１１及びロテータ１２によって囲まれた（詳細には、挿入孔３２の外壁部及び筒状部材３１の内壁部で囲まれた）環状の空間であるケーブル収容空間１５が形成される。

このケーブル収容空間１５の内部には、図２等に示すように、フレキシブルフラットケーブル１４と、リテーナ２５と、が収容されている。

フレキシブルフラットケーブル１４は、適宜巻かれた状態でケーブル収容空間１５に収容されている。フレキシブルフラットケーブル１４は、第１コネクタ４１と第２コネクタ４２とを電気的に接続する。

リテーナ２５は、ロテータ１２の回転時にフレキシブルフラットケーブル１４を回転させる。リテーナ２５は、ベースリング２６と、複数の回転ローラ２７と、を備えている。

ベースリング２６は環状に形成された板状の部材として構成されており、固定側リング板２１に近接して配置されている。このベースリング２６は、ロテータ１２の回転軸を中心にして回転可能に構成されている。

回転ローラ２７はベースリング２６の一面側に周方向に等間隔で並べて配置され、それぞれが、前記ロテータ１２の回転軸と平行な軸を中心として回転可能に設けられている。

また、ロテータ１２にはスリーブ１６が固定されている。このスリーブ１６には突起５８が形成されており、ロテータ１２の突起５８に対応する位置には爪５９が形成されている。そして、爪５９に突起５８を引っ掛けることにより、スリーブ１６がロテータ１２に相対回転不能に取り付けられている。

次に、シャフト取付部６０の構成について図３及び図４を参照して詳細に説明する。図３及び図４は、シャフト取付部６０の構成を示す図である。

シャフト取付部６０は、樹脂等の弾性を有する素材で構成されている。シャフト取付部６０は、ロテータ１２の挿入孔３２の内壁に配置されている。本実施形態では、ステアリングロールコネクタ１は、２つのシャフト取付部６０を備え、それぞれのシャフト取付部６０は、互いに向かい合うように配置されている。それぞれのシャフト取付部６０は同じ形状である。それぞれのシャフト取付部６０は、図３に示すように、ベース部６１と、軸部６２と、係合部６３と、軸ストッパ６４と、を備えている。

ベース部６１は、挿入孔３２の内壁から内側に向かって延びる板状の部分である。ベース部６１の中央には、軸部６２が接続されており、その両側には、軸ストッパ６４が接続されている。

軸部６２は、長方形状の板状の部分であり、長手方向と、ステアリングシャフト７０の軸方向と、が一致するように配置されている。また、軸部６２は、厚み方向と、挿入孔３２の周方向と、が一致するように配置されている。また、軸部６２の下端は、ベース部６１の上端に接続されている。軸部６２の外側（内壁側）の端部は、図３及び図４（ｃ）の断面図に示すように、下側の一部のみが挿入孔３２の内壁に接続されている。

以上の構成により、軸部６２は、挿入孔３２の周方向に可撓性を有する。軸部６２が撓むことで、ステアリングシャフト７０に掛かった力を吸収することができる（詳細は後述）。なお、従来のシャフト取付部６０は、軸部６２の外側の端部が全て挿入孔３２の内壁に接続されていたため、挿入孔３２の周方向に可撓性を有していなかった。また、軸部６２の上側の端部には、係合部６３が接続されている。

係合部６３は、軸部６２の上側かつ内側に接続された矢印状の部分である。具体的に説明すると、係合部６３は、下側に進むに従って軸部６２から離れるように形成された部分である。係合部６３は、ステアリングシャフト７０に形成された取付凹部７１（図５等を参照）と係合することができる。

軸ストッパ６４は、ベース部６１の上端から軸方向の上側に延びるように形成された部分である。軸ストッパ６４は、軸部６２の両側に形成されている。軸ストッパ６４は、軸部６２が周方向に過剰に撓むことを防止するための部分である。

次に、図５から図８を参照して、偏心が生じたときのシャフト取付部６０及びステアリングシャフト７０について説明する。図５から図８は、偏心なし又は所定の方向に偏心が生じたときのステアリングロールコネクタ１の概略平面図である。なお、図５から図８においては、図面を分かり易くするために、実際よりも軸部６２を大きく撓ませて図示している。

ステアリングシャフト７０には、向かい合うように直線状に配置された２つの取付凹部７１が形成されている。それぞれの取付凹部７１は、挿入孔３２の内壁に形成された２つのシャフト取付部６０と、それぞれ係合する。

図５に示すように偏心が生じていない場合、軸部６２が撓むことなく、ステアリングシャフト７０とシャフト取付部６０とが係合している。また、図５から分かるように、取付凹部７１には、シャフト取付部６０の長さよりも深い凹部が形成されている。

図６に示すように、２つのシャフト取付部６０を結ぶ方向に偏心が生じた場合、取付凹部７１に対するシャフト取付部６０の挿入量が変化することで、当該偏心を吸収することができる。この構成により、シャフト取付部６０及びステアリングシャフト７０に負荷を掛けることなく、偏心を吸収することができる。

図７に示すように、２つのシャフト取付部６０を結ぶ方向に垂直な方向に偏心が生じた場合、シャフト取付部６０の軸部６２が撓むことで、当該偏心を吸収することができる。なお、上述のように軸部６２の実際の撓み量は図７に示すものよりも小さいこと、及び、過剰に軸部６２が撓む前に軸ストッパ６４がブロックすることにより、軸部６２には大きな負荷は掛からない。従って、この方向の偏心が生じた場合でもシャフト取付部６０が破損することなく、当該偏心を吸収できる。

図８に示すように、２つのシャフト取付部６０を結ぶ方向から傾斜した方向に偏心が生じた場合、取付凹部７１に対するシャフト取付部６０の挿入量が変化しつつ、シャフト取付部６０の軸部６２が撓むことで、当該偏心を吸収することができる。この場合であっても、上記と同様に、シャフト取付部６０が破損することはない。

このように、本実施形態の構成でステアリングロールコネクタ１とステアリングシャフト７０を係合することで、ステアリングシャフト７０に力が掛かって様々な方向に偏心が生じた場合であっても、ステアリングロールコネクタ１の部品が破損することを防止できる。

なお、上記特許文献１は、本実施形態と同様に矢印状の突起が形成されているが、軸部（連結部）の全体が内壁に接続されており、周方向の可撓性を有していないと考えられる。更に、特許文献１には、接触部（弾性支持片）が弾性を有することは記載されているが、軸部（連結部）が弾性（可撓性）を有することは記載されていない。以上より、特許文献１は本願の構成と異なり、本願の効果を発揮できないことは明らかである。

以上に説明したように、本実施形態のステアリングロールコネクタ１は、ステータ１１と、ロテータ１２と、フレキシブルフラットケーブル１４と、を備える。ロテータ１２は、ステータ１１に対し相対回転可能に取り付けられる。ロテータ１２には、ステアリングシャフト７０が挿入される挿入孔３２が形成され、当該ステアリングシャフト７０を取付可能なシャフト取付部６０が形成される。フレキシブルフラットケーブル１４は、ステータ１１とロテータ１２で覆われるケーブル収容空間１５内に配置される。シャフト取付部６０は、ベース部６１と、軸部６２と、係合部６３と、を備える。ベース部６１は、ロテータ１２の挿入孔３２の内壁に形成される。軸部６２は、ベース部６１から、内壁に接触しないように軸方向に延び、少なくとも挿入孔３２の周方向に可撓性を有する。係合部６３は、軸部６２の端部に形成され、ステアリングシャフト７０と係合可能である。

これにより、ステアリングシャフト７０に回転方向以外の力が掛かった場合であっても、軸部６２が撓むことで、偏心を吸収することができる。

また、本実施形態では、ロテータ１２には、ロテータ１２の挿入孔３２の内壁であって軸部６２の近傍に位置し、所定以上撓んだ軸部６２と接触することで当該軸部６２の移動を阻止する軸ストッパ６４が形成される。

これにより、シャフト取付部６０の軸部６２の過剰な撓みを防止することができるので、シャフト取付部６０の破損をより確実に防止できる。

また、本実施形態では、ロテータ１２には、シャフト取付部６０が少なくとも２つ形成される。

これにより、偏心時にシャフト取付部６０に掛かる力が分散されるので、シャフト取付部６０の破損をより確実に防止できる。

また、本実施形態では、２つのシャフト取付部６０が向かい合うように配置される。ステアリングシャフト７０は、２つのシャフト取付部６０を結ぶ方向に位置を調整可能に取り付けられる。

これにより、２つのシャフト取付部６０を結ぶ成分の偏心はシャフト取付部６０を撓ませることなく偏心を吸収できる。従って、あらゆる方向の偏心に対応することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

シャフト取付部６０の各部の形状及び配置される個数は任意である。例えば軸部６２を板状とする代わりに棒状とすることもできる。また、シャフト取付部６０は、ロテータ１２ではなくスリーブ１６に形成されていても良い。この場合、スリーブ１６が「回転部材」に該当する。更には、係合部６３は軸部６２の端部に形成されていても良いし中途部に形成されていても良い。

ステアリングロールコネクタ１の内部でフレキシブルフラットケーブル１４が巻かれる方向は、上記実施形態と逆方向にしても良い。また、収容されるフレキシブルフラットケーブル１４の数は、必要に応じて１本でも良いし３本以上にしても良い。また、フレキシブルフラットケーブル１４の形状も任意である。

上記実施形態ではステアリングロールコネクタ１にリテーナ２５が配置されているが、リテーナを省略した回転コネクタ装置に変更することもできる。

１ ステアリングロールコネクタ（回転コネクタ装置）
１１ ステータ（固定部材）
１２ ロテータ（回転部材）
１４ フレキシブルフラットケーブル（ケーブル）
１５ ケーブル収容空間
３２ 挿入孔
６０ シャフト取付部
６１ ベース部
６２ 軸部
６３ 係合部
６４ 軸ストッパ
７０ ステアリングシャフト
７１ 取付凹部

Claims (4)

1. 固定部材と、
   前記固定部材に対し相対回転可能に取り付けられ、ステアリングシャフトが挿入される挿入孔が形成され、当該ステアリングシャフトを取付可能なシャフト取付部が形成された回転部材と、
   前記固定部材と前記回転部材で覆われるケーブル収容空間内に配置されたケーブルと、
   を備え、
   前記シャフト取付部は、
   前記回転部材の前記挿入孔の内壁に形成されたベース部と、
   前記ベース部から、前記内壁に接触しないように前記挿入孔の軸方向に延び、少なくとも前記挿入孔の周方向に可撓性を有する軸部と、
   前記軸部に形成され、前記ステアリングシャフトと係合可能な係合部と、
   を備えることを特徴とする回転コネクタ装置。
2. 請求項１に記載の回転コネクタ装置であって、
   前記回転部材には、前記回転部材の前記挿入孔の内壁であって前記軸部の近傍に位置し、所定以上撓んだ前記軸部と接触することで当該軸部の変形を阻止する軸ストッパが形成されることを特徴とする回転コネクタ装置。
3. 請求項１又は２に記載の回転コネクタ装置であって、
   前記回転部材には、前記シャフト取付部が少なくとも２つ形成されることを特徴とする回転コネクタ装置。
4. 請求項３に記載の回転コネクタ装置であって、
   ２つの前記シャフト取付部が向かい合うように配置され、
   前記ステアリングシャフトは、２つの前記シャフト取付部を結ぶ方向に位置を調整可能に取り付けられることを特徴とする回転コネクタ装置。

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