JP2018006185A - 回転コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】異物除去の性能を確保して信頼性を確保することができる回転コネクタを提供する。【解決手段】回転コネクタ１は、固定体及び回動体の間の通電を確保する継電部１９を備える。継電部１９は、円柱形状に形成されるとともに、回転コネクタ１の径方向に軸Ｌ２が沿う向きに配置されている。回転コネクタ１の回動体の回転時、回転コネクタ１の中心Ｐからの距離の違いから、継電部１９においては、径方向内側端部１９ａ（Ａ点）と径方向外側端部１９ｂ（Ｂ点）とで、回転時に必要となる周方向距離が異なる。このため、Ａ点が転がり部分となって耐摩耗性が確保され、Ｂ点が滑り部分となって異物除去性が確保される。【選択図】図３

Description

本発明は、固定体及び回動体の間の通信を確保する回転コネクタに関する。

従来、一方が他方に対して回転する２部品の間の電気的な通電を確保する回転コネクタとして、ステアリングロールコネクタが広く知られている。この種のステアリングロールコネクタには、例えば固定体と回動体との間の継電部分に球体を使用するものが周知である（特許文献１等）。

特開平１０−３２１３３６号公報

しかし、特許文献１は、継電部分の球体が導体に点接触する構造をとっている。このため、球体及び導体の間に異物が存在したとき、回動体の回動時、球体が異物を乗り上げる動きをとってしまい、異物がその場に留まることになってしまう。よって、信頼性の点で問題があった。

本発明の目的は、異物除去の性能を確保して信頼性を確保することができる回転コネクタを提供することにある。

前記問題点を解決する回転コネクタは、固定体に対して回動可能な回動体と当該固定体との間の電気的な接続を、前記固定体及び前記回動体の間に配置された継電部により、前記回動体の回動を許容した上で確保する構成において、前記継電部は、対向する２平面が合同又は非合同となった筒状の柱体をなすことにより、軸方向の一方が転がり部分となって耐摩耗性が確保され、軸方向の他方が滑り部分となって異物除去性が確保されている。

本構成によれば、固定体及び回動体の間の通電箇所となる継電部を、転がり部分と滑り部分とを持たせる形状とした。このため、従前通り転がり部分において耐摩耗性を確保しつつ、その上、滑り部分により異物除去性を確保することが可能となる。よって、回転コネクタの信頼性を確保することが可能となる。

前記回転コネクタにおいて、前記継電部は、自身の軸を前記回動体の径方向に沿わせる向きに配置されていることが好ましい。この構成によれば、継電部を転がりに最適な向きに配置するので、回動体のスムーズな回動を確保するのに有利となる。

前記回転コネクタにおいて、前記継電部は、前記回動体の回動方向に沿って複数配置されていることが好ましい。この構成によれば、継電部による通電箇所を多くとることが可能となるので、通電電流を増やすのに一層有利となる。

前記回転コネクタにおいて、前記継電部は、円柱形状又はテーパ形状に形成されていることが好ましい。この構成によれば、継電部を転がり易い形状とすることが可能となるので、回動体のスムーズな回動を確保するのに一層有利となる。

前記回転コネクタにおいて、前記固定体は、前記継電部により除去された異物が入り込む異物流入部を備えることが好ましい。この構成によれば、継電部により除去された異物を異物流入部に集めることが可能となるので、良好な通電を確保するのに有利となる。

本発明によれば、異物除去の性能を確保して信頼性を確保することができる。

一実施形態の回転コネクタの断面図。 継電部が取り付けられた状態の固定体の平面図。 回動の支持点をＡ点とした継電部の斜視図。 継電部の転がりと滑りとの距離の違いを示す説明図。 （ａ）は継電部が転がって異物を乗り上げるときの概要図、（ｂ）は継電部が滑って異物を除去するときの概要図。 回動の支持点をＢ点とした継電部の斜視図。 （ａ），（ｂ）は、他の形状の継電部を示す斜視図。 別例の異物流入部を示す概略図。 他の別例の継電部の配置例を示す模式図。

以下、回転コネクタの一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、車両用の回転コネクタ１は、固定側となる車体２と回動側となるステアリングシャフト３との間に取り付けられ、車体２及びステアリングシャフト３の間の電気的な接続を、ステアリングシャフト３が回動されても確保するものである。回転コネクタ１は、ステアリングホイール（図示略）に設けられた検知部４の出力信号Ｓoutを、車体２側のコントローラ５に送出する。コントローラ５は、回転コネクタ１の作動を管理するＥＣＵ（Electronic Control Unit）からなり、取得した出力信号Ｓoutを基に検知部４の検知状態を判断する。

検知部４は、例えばステアリングホイールに配設されたスイッチやセンサ等からなる。また、出力信号Ｓoutは、例えばスイッチやセンサにより検出されたオンオフ信号に限らず、例えば画像センサ等のセンサ類が検出したデータ信号でもよい。なお、出力信号Ｓoutは、複数の検知部４から出力される信号を時分割によりまとめて相手側に送信する多重信号でもよい。

回転コネクタ１は、車体２に取り付け固定される固定体７と、固定体７に対して回動する回動体８とを備える。固定体７及び回動体８は、ともに略円板形状をなし、同一軸心（軸Ｌ１）上に配置されている。軸Ｌ１は、ステアリングシャフト３の回動軸心である。

固定体７は、中心に形成された挿通孔１１にステアリングシャフト３が回動可能に挿通されている。固定体７は、例えば樹脂等の構造体からなる基材１２と、固定体７側において電気を通す導電層１３とを備える。回動体８は、例えば樹脂等の構造体からなる基材１５と、回動体８側において電気を通す導電層１６とを備える。回動体８は、基材１５の中心に挿通孔１４が形成され、この挿通孔１４の内部にステアリングシャフト３が取り付け固定されている。ステアリングシャフト３が回動操作されたとき、回動体８は、固定体７に支持されてステアリングシャフト３と軸Ｌ１回りに一体回動する。

図１〜図３に示すように、固定体７及び回動体８の間には、固定体７及び回動体８の間の通電を確保する継電部１９が設けられている。特に、図３に示すように、本例の継電部１９は、円柱形状に形成されている。すなわち、継電部１９は、対向する２平面が合同又は非合同となった筒状の柱体をなすことにより、軸方向（図１〜図３で示す軸Ｌ２の長さ方向）の一方（図３のＡ点）が転がり部分となって耐摩耗性が確保され、他方（図３のＢ点）が滑り部分となって異物除去性が確保されている。

図２に示すように、継電部１９は、自身の軸Ｌ２を回動体８の径方向に沿わせるように配置されるとともに、回動体８の回動方向（図１の矢印Ｒ方向）に沿って等間隔に複数配置されている。このように、複数の継電部１９は、回転コネクタ１の中心Ｐを中央にして放射状に配置されている。継電部１９は、基材１２に設けられた収納部２０に回動及び摺動可能に収納されている。なお、固定体７側の導電層１３は、回動体８の回動方向に沿って配置される継電部１９に沿って環状に形成されている。また、回転コネクタ１は、中心Ｐ回りの同一円周上に配置された複数の継電部１９により、信号の１チャンネルが構築される。

次に、図３〜図７を用いて、回転コネクタ１の作用及び効果を説明する。
図３に示すように、ステアリングシャフト３（ステアリングホイール）が操作されると、これに伴って回動体８も同期回動し、継電部１９が固定体７及び回動体８の間で回動及び摺動する。なお、本例の場合、径方向内側端部１９ａ（以降、Ａ点と記す）を支持点として、継電部１９が回ることとする。

図４に示すように、回動体８が回転したときには、回転コネクタ１の中心Ｐからの距離の違いから、継電部１９においては、径方向内側端部１９ａであるＡ点と径方向外側端部１９ｂ（以降、Ｂ点と記す）とで、回転時に必要となる周方向距離が異なる。例えば、継電部１９のＡ点を支持点とした場合、継電部１９のＡ点が３回転したときには、回転の周方向距離の違いから継電部１９のＢ点では６回転必要なところ、実際には支持点であるＡ点の回転数と同じ３回転しかできないので、その分、Ｂ点において継電部１９が摺動することとなる。このように、回転コネクタ１の回動時、継電部１９は、径方向内側端部１９ａ（Ａ点）が回動し、径方向外側端部１９ｂ（Ｂ点）が摺動する。

図５（ａ）に示すように、継電部１９が回動したとき、導電層１３に異物が付着している場合、転がりは導電層１３上の異物に乗り上げて回動するため摩耗に強い反面、継電部１９が異物に乗り上げてしまうので、異物を除去する性能は低い。一方、図５（ｂ）に示すように、継電部１９が摺動したとき、滑りは導電層１３との摩耗に弱い反面、導電層１３に付着した異物をしっかりと除去することが可能である。

以上のように、本例の場合、継電部１９を円柱形状としたので、回転コネクタ１の回動時、継電部１９において転がり部分と滑り部分とを持たせることが可能となる。このため、従前通り転がり部分において耐摩耗性を確保しつつ、その上、滑り部分により異物除去性が確保される。よって、回転コネクタ１において信頼性を確保することができる。また、継電部１９及び導電層１３，１６が点接触ではなく線接触となるので、通電電流を増やすこともできる。継電部１９の通電電流を増やすことが可能となれば、これは回転コネクタ１の小型化にも繋がる。

なお、図６に示すように、継電部１９の径方向外側端部１９ｂ（Ｂ点）を支持点としてもよい。この場合、回転コネクタ１が回動するときのＡ点の回動距離が不足するので、継電部１９がＡ点において多回転して摺動する。よって、継電部１９をＡ点で摺動させ、Ｂ点で回転させることにより、導電層１３との耐摩耗性及び異物除去性の両方を両立することができる。

また、図７（ａ），（ｂ）に示すように、継電部１９は、円柱形状に限定されず、テーパ形状（対向する２平面が非合同となった筒状の柱体）としてもよい。図７（ａ）、（ｂ）の例は、円錐の先端をなくした形状である。また、図７（ａ）は、円錐の径の小さい側を回動の支持点とした例であり、図７（ｂ）は、円錐の径の大きい側を回動の支持点とした例である。いずれにせよ、耐摩耗性及び異物除去性の両立が可能である。

継電部１９は、自身の軸Ｌ２を回動体８の径方向に沿わせる向きに配置されている。よって、継電部１９を転がりに最適な向きに配置するので、回動体８のスムーズな回動を確保するのに有利となる。

継電部１９は、回動体８の回動方向（図１の矢印Ｒ方向）に沿って複数配置されている。よって、継電部１９による通電箇所を多くとることが可能となるので、通電電流を増やすのに一層有利となる。

継電部１９は、円柱形状又はテーパ形状に形成されている。よって、継電部１９を転がり易い形状とすることが可能となるので、回動体８のスムーズな回動を確保するのに一層有利となる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・図８に示すように、収納部２０の内壁に、継電部１９により除去された異物が入り込むための異物流入部３１を設けてもよい。この場合、継電部１９により除去された異物を異物流入部３１に集めることが可能となるので、良好な通電を確保するのに有利となる。

・図９に示すように、継電部１９は、１チャンネルのみ構築することに限らず、複数チャンネルを構築してもよい。同図は、２チャンネルの例であり、回転コネクタ１の径方向内側の同一円周上に並ぶ継電部１９ｒの群が同一チャンネルを構築し、回転コネクタ１の径方向外側の同一円周上に並ぶ継電部１９ｓが他のチャンネルを構築する。この場合、回転コネクタ１において複数チャンネルの信号を伝送することができる。

・継電部１９が構築する配線は、データ転送のための信号線に限らず、機器を制御するための制御線や、機器に電力を供給する電源線としてもよい。
・複数設けられる継電部１９は、全て同一形状に限定されず、異なる形状のものを含んでいてもよい。

・継電部１９の個数は、複数に限らず、１つのみとしてもよい。
・継電部１９の形状は、有底、無底のどちらでもよい。
・回転コネクタ１は、車両に適用されることに限定されず、他の機器や装置に使用してもよい。

１…回転コネクタ、７…固定体、８…回動体、１９…継電部、１９ｒ…継電部、１９ｓ…継電部、３１…異物流入部、Ｌ２…軸。

Claims (5)

1. 固定体に対して回動可能な回動体と当該固定体との間の電気的な接続を、前記固定体及び前記回動体の間に配置された継電部により、前記回動体の回動を許容した上で確保する回転コネクタにおいて、
   前記継電部は、対向する２平面が合同又は非合同となった筒状の柱体をなすことにより、軸方向の一方が転がり部分となって耐摩耗性が確保され、軸方向の他方が滑り部分となって異物除去性が確保されている
   ことを特徴とする回転コネクタ。
2. 前記継電部は、自身の軸を前記回動体の径方向に沿わせる向きに配置されている
   請求項１に記載の回転コネクタ。
3. 前記継電部は、前記回動体の回動方向に沿って複数配置されている
   請求項１又は２に記載の回転コネクタ。
4. 前記継電部は、円柱形状又はテーパ形状に形成されている
   請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の回転コネクタ。
5. 前記固定体は、前記継電部により除去された異物が入り込む異物流入部を備える
   請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の回転コネクタ。

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