JP2018045861A - 回転コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】ステータ及びロテータの間を電気的に繋ぐ電線の踊りを生じ難く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、ステータ８と、このステータ８に対して相対回動するロテータ９と、ステータ８及びロテータ９の間の電気接続を確保する電線２４とを備える。ロテータ９の内壁部１６に沿うようにステータ８に設けられた第１延設壁１９と、第１延設壁１９に外嵌されるようにロテータ９に設けられた第２延設壁２０との間には、ロテータ９の回動を許容するねじ部２１が設けられている。電線２４は、ねじ部２１の溝２２ｂに巻き付けて収納されている。【選択図】図２

Description

本発明は、ステータ及びロテータの間の電気接続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接続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、フレキシブルケーブルを通じてステータ及びロテータの間を電気接続する技術が周知である（特許文献１等参照）。

特開２００４−１２０９００号公報

ところで、ロテータが回転するとき、フレキシブルケーブルが回転コネクタのハウジングの内面に摺動する可能性があり、これが摩耗音として発生してしまう問題があった。よって、ステータ及びロテータの間を電気接続する電線の踊りを防止したいニーズがあった。

本発明の目的は、ステータ及びロテータの間を電気的に繋ぐ電線の踊りを生じ難く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、同一軸心上に配置されるステータ及びロテータの相対回動を、前記ステータ及び前記ロテータの間の電気接続を確保しながら許容する構成において、前記ステータ及び前記ロテータの間を電気接続する電線と、前記ロテータが前記ステータに対して相対回動するように、前記ロテータと前記ステータとを連結するねじ部とを備え、前記電線は、少なくとも一部が前記ねじ部の溝に巻き付けられている。

本構成によれば、ロテータ及びステータの間にねじ部を設け、このねじ部を介してこれらを相対回動可能にし、ステータ及びロテータの間を電気接続する電線を、ねじ部の溝に巻き付けて収納する。このため、電線が溝により位置決めされるので、電線の踊りを生じ難くすることが可能となる。これにより、電線の踊りを要因とする異音発生や電線の絡まりなどを生じ難くすることが可能となる。

前記回転コネクタにおいて、前記電線は、前記ステータに設けられたねじ山の溝に巻き付けられていることが好ましい。この構成によれば、電線を固定側のステータに巻き付けるので、電線を安定した状態でねじ部に巻き付けておくことが可能となる。

前記回転コネクタにおいて、前記電線は、前記ステータ及び前記ロテータに囲まれる領域により形成された電線収納部において、前記ねじ部の溝に巻き付けられていることが好ましい。この構成によれば、電線を回転コネクタのハウジングの外部に露出させずに済む。

前記回転コネクタにおいて、前記ロテータは、当該ロテータと同期回動する軸部を通す挿通孔を有したロテータ基部と、前記挿通孔に沿って立設された内壁部とを備え、前記ステータは、前記軸部を通す挿通孔を有したステータ基部と、前記ロテータの内壁部と対向配置されるように立設された外壁部とを備え、前記ねじ部は、前記ロテータの内壁部に沿うように前記ステータに設けられた第１延設壁と、当該第１延設壁に外嵌されるように前記ロテータに設けられた第２延設壁との間に形成されていることが好ましい。この構成によれば、ステータに第１延設壁を設け、ロテータに第２延設壁を設けて、第１延設壁及び第２延設壁の間という十分なスペース一帯に、ねじ部を設けることが可能となる。

前記回転コネクタにおいて、前記電線を巻き取ることにより電線長さを調整可能な電線巻き取り機構を備え、前記電線は、前記溝から引き出された電線一端が、前記ステータ及び前記ロテータの一方のコネクタに接続され、前記溝から引き出された電線他端が、前記電線巻き取り機構を介して、前記ステータ及び前記ロテータの他方のコネクタに接続されていることが好ましい。この構成によれば、電線巻き取り機構を通じて電線長さを適切に調節するので、ロテータ回転時の電線の踊り防止に一層有利となる。

前記回転コネクタにおいて、前記電線巻き取り機構は、前記ステータ及び前記ロテータに囲まれる領域により形成された電線収納部に配置されていることが好ましい。この構成によれば、電線の近傍に電線巻き取り機構を配置することが可能となるので、電線巻き取り機構による電線の巻き取りや排出を、スムーズに行うのに有利となる。

本発明によれば、ステータ及びロテータの間を電気的に繋ぐ電線の踊りを生じ難くすることができる。

一実施形態の回転コネクタの斜視図。 回転コネクタの縦断面図。 回転コネクタの分解斜視図。 電線及び電線巻き取り機構の平面図。 ロテータを一方向に回転させたときの回転コネクタの断面図。 ロテータを他方向に回転させたときの回転コネクタの断面図。 別例の回転コネクタの模式図。

以下、回転コネクタの一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１及び図２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ている。回転コネクタ１は、車体２及びステアリングホイール（図示略）の間の通信を、ステアリングホイール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に送信する。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、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。

回転コネクタ１は、車体２に取り付け固定されるステータ８と、ステータ８に対して回動するロテータ９とを備える。ステータ８及びロテータ９は、重ねられるように取り付けられるとともに、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。ステータ８及びロテータ９のそれぞれの中央には、円形状の挿通孔１０，１１が形成され、これら挿通孔１０，１１にステアリングシャフト３が挿通されている。ステアリングシャフト３が回動したとき、ステータ８に対してロテータ９がステアリングシャフト３と軸Ｌ１回り（図１の矢印Ｒ方向）に一体回動する。

図２及び図３に示すように、ロテータ９は、ロテータ９と同期回動する軸部１４（本例はステアリングシャフト３）を通す挿通孔１１を有したロテータ基部１５と、挿通孔１１に沿って立設された内壁部１６とを備える。内壁部１６は、軸Ｌ１回りに延在するように環状（円環状）に形成されている。本例のロテータ基部１５及び内壁部１６は、一体形成されている。内壁部１６は、回転コネクタ１の高さ方向（図２及び図３のＺ軸方向）に延在する。

ステータ８は、軸部１４（本例はステアリングシャフト３）を通す挿通孔１０を有したステータ基部１７と、ロテータ９の内壁部１６と対向配置されるように立設された外壁部１８とを備える。外壁部１８は、軸Ｌ１回りに延在するように環状（円環状）に形成されている。本例の場合、ステータ基部１７及び外壁部１８は、複数のスナップフィットによって組み付けられている。外壁部１８は、回転コネクタ１の高さ方向（図２及び図３のＺ軸方向）に延在する。

ステータ８は、ロテータ９の内壁部１６に沿うように並設された第１延設壁１９を備える。第１延設壁１９は、筒状の内壁部１６に沿って円筒状に形成され、内壁部１６の内側に配置されている。第１延設壁１９は、ステータ８の外壁部１８と対向するように立設されている。ロテータ９は、第１延設壁１９に外嵌されるように設けられた第２延設壁２０を備える。第２延設壁２０は、第１延設壁１９を囲むように円筒状に形成されている。第１延設壁１９は、ロテータ９の内壁部１６と第２延設壁２０との間の隙間に挿し込まれている。

回転コネクタ１は、ロテータ９がステータ８に対して相対回動するようにロテータ９とステータ８とを連結するねじ部２１を備える。ねじ部２１は、ステータ８に設けられた第１延設壁１９とロテータ９に設けられた第２延設壁２０との間に形成されている。本例の場合、ステータ８の第１延設壁１９の外周面にねじ山２２ａ及び溝２２ｂが設けられ、ロテータ９の第２延設壁２０にねじ山２３ａ及び溝２３ｂが設けられ、これらが螺着されている。ロテータ９が回転するときには、ねじ部２１に案内されて、ロテータ９がステータ８に対して軸方向（図３の矢印Ｈ方向）に移動する。

図２〜図４に示すように、回転コネクタ１は、ステータ８及びロテータ９の間を電気接続する電線２４を備える。電線２４は、例えば周囲がゴム等で絶縁された線材（コード）からなることが好ましい。電線２４は、ステータ８及びロテータ９囲まれる領域により形成された電線収納部２５に収納されている。電線２４は、少なくとも一部がねじ部２１の溝２２ｂに巻き付けられている。本例の場合、電線２４は、電線収納部２５において、ステータ８（本例は第１延設壁１９の外周面）に設けられたねじ部２１の溝２２ｂに巻き付けられている。電線２４の一端は、ステータ８の通し孔２６から引き出されて、ステータ８に設けられたコネクタ２７に接続されている。電線２４の他端は、ロテータ９の通し孔２８から引き出されて、ロテータ９に設けられたコネクタ２９に接続されている。

回転コネクタ１は、電線２４を巻き取ることにより電線長さを調節する電線巻き取り機構３３を備える。電線巻き取り機構３３は、ステータ８及びロテータ９の間に形成された電線収納部２５に収納されている。電線巻き取り機構３３は、外周面に電線２４が巻き付けられるとともに軸Ｌ２回り（図３及び図４参照）において巻き取り方向（図３及び図４の矢印Ｕ方向）に回動可能な巻取部３４と、巻取部３４の開口を閉じる蓋部３５とを備える。電線巻き取り機構３３は、巻取部３４が付勢部材等によって自ら巻取方向に回ることにより、電線２４を巻き取ることが可能である。電線２４は、溝２２ｂから引き出された電線一端２４ａが、ステータ８のコネクタ２７に接続され、溝２２ｂから引き出された電線他端２４ｂが、電線巻き取り機構３３を介して、ロテータ９のコネクタ２９に接続されている。

次に、図５及び図６を用いて、回転コネクタ１の作用及び効果を説明する。
図５に示すように、例えばロテータ９が中立位置から一方向（図５の矢印Ｒ１方向）に回転操作されたとする。ロテータ９が中立位置から一方向に回転操作されたとき、ロテータ９は、ねじ部２１に案内されて、図中の矢印Ｒ１方向に回りながら、ステータ８から離隔する方向（図５の矢印Ｈ１方向）に移動する。このとき、ロテータ９の回動に伴い、電線２４が電線巻き取り機構３３から引き出されて、順にねじ部２１の溝２２ｂに巻き付けられていく。

図６に示すように、例えばロテータ９が中立位置から他方向（図６の矢印Ｒ２方向）に回転操作されたとする。ロテータ９が中立位置から他方向に回転操作されたとき、ロテータ９は、ねじ部２１に案内されて、図中の矢印Ｒ２方向に回りながら、ステータ８に近づく方向（図６の矢印Ｈ２方向）に移動する。このとき、ロテータ９がステータ８に近づきながら回るので、電線２４は溝２２ｂから引き出され、電線巻き取り機構３３に巻き取られていく。

さて、本例の場合、ステータ８及びロテータ９の間にねじ部２１を設け、このねじ部２１を介してステータ８及びロテータ９を相対回動可能にし、ステータ８及びロテータ９の間を電気接続する電線２４を、ねじ部２１の溝２２ｂに巻き付けて収納する。このため、電線２４が溝２２ｂにより位置決めされるので、電線２４の踊りを生じ難くすることができる。これにより、電線２４の踊りを要因とする異音発生や電線２４の絡まりなどを生じ難くすることができる。

電線２４は、ステータ８に設けられたねじ山２２ａの溝２２ｂに巻き付けられている。よって、電線２４を固定側のステータ８に巻き付けるので、電線２４を安定した状態でねじ部２１に巻き付けておくことができる。

電線２４は、ステータ８及びロテータ９により囲まれる領域により形成された電線収納部２５において、ねじ部２１の溝２２ｂに巻き付けられている。よって、電線２４を回転コネクタ１のハウジングの外部に露出させずに済む。

ねじ部２１は、ロテータ９の内壁部１６に沿うようにステータ８に設けられた第１延設壁１９と、第１延設壁１９に外嵌されるようにロテータ９に設けられた第２延設壁２０との間に形成されている。よって、第１延設壁１９及び第２延設壁２０の間という十分なスペース一帯に、ねじ部２１を設けることができる。

回転コネクタ１は、電線２４を巻き取ることにより電線長さを調整可能な電線巻き取り機構３３を備える。よって、ロテータ９の回転時、電線巻き取り機構３３を通じて電線長さを適切に調整するので、ロテータ回転時の電線２４の踊り防止に一層有利となる。

電線巻き取り機構３３は、ステータ８及びロテータ９に囲まれる領域により形成された電線収納部２５に配置されている。よって、電線２４の近傍に電線巻き取り機構３３を配置することが可能となるので、電線巻き取り機構３３による電線２４の巻き取りや排出を、スムーズに行うのに有利となる。

本例の場合、多種多様な電線２４を用いることが可能となるので、ステアリングホイールの多機能化に伴う多チャンネル化及び高速通信を実現することができる。
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７に示すように、回転コネクタ１のハウジングは、ロテータ９の壁部（側壁部）が回転コネクタ１の径方向外側に位置し、ステータ８の壁部（側壁部）が回転コネクタ１の径方向内側に位置する形状としてもよい。

・ねじ部２１は、第１延設壁１９及び第２延設壁２０に設けられることに限定されない。例えば、ステータ８の外壁部１８やロテータ９の内壁部１６を利用して、ねじ部２１を形成してもよい。

・第１延設壁１９及び第２延設壁２０は、軸Ｌ１回りに沿って全周に形成されることに限定されず、部分的に設けられてもよい。
・電線２４を収納する溝２２ｂは、回転コネクタ１の径方向外側を向く形状であることに限らず、例えば径方向内側を向く形状としてもよい。

・電線２４は、ロテータ９側の溝２３ｂに収納されてもよい。
・電線２４は、溝２２ｂに嵌合するように取り付けられてもよい。
・電線２４は、コードに限らず、電気を通すことができる線材であればよい。

・電線２４は、複数の配線を有する多芯（例えばリッツ線）でもよい。
・電線２４は、回転コネクタ１のハウジング内に収納されることに限らず、外部に露出していてもよい。

・電線巻き取り機構３３は、電線２４の巻き取り及び排出が可能であれば、どのような構造でもよい。
・電線２４及び電線巻き取り機構３３は、各々異なる収納部に配置されてもよい。

・電線巻き取り機構３３は、省略されてもよい。
・回転コネクタ１は、車両に適用されることに限らず、他の機器や装置に使用してもよい。

１…回転コネクタ、３…軸部の一例であるステアリングシャフト、８…ステータ、９…ロテータ、１０，１１…挿通孔、１４…軸部、１５…ロテータ基部、１６…内壁部、１７…ステータ基部、１８…外壁部、１９…第１延設壁、２０…第２延設壁、２１…ねじ部、２２ａ…ねじ山、２２ｂ…溝、２４…電線、２４ａ…電線一端、２４ｂ…電線他端、２５…電線収納部、２７，２９…コネクタ、３３…電線巻き取り機構、Ｌ１…軸。

Claims (6)

1. 同一軸心上に配置されるステータ及びロテータの相対回動を、前記ステータ及び前記ロテータの間の電気接続を確保しながら許容する回転コネクタにおいて、
   前記ステータ及び前記ロテータの間を電気接続する電線と、
   前記ロテータが前記ステータに対して相対回動するように、前記ロテータと前記ステータとを連結するねじ部とを備え、
   前記電線は、少なくとも一部が前記ねじ部の溝に巻き付けられている
   ことを特徴とする回転コネクタ。
2. 前記電線は、前記ステータに設けられたねじ山の溝に巻き付けられている
   請求項１に記載の回転コネクタ。
3. 前記電線は、前記ステータ及び前記ロテータに囲まれる領域により形成された電線収納部において、前記ねじ部の溝に巻き付けられている
   請求項１又は２に記載の回転コネクタ。
4. 前記ロテータは、当該ロテータと同期回動する軸部を通す挿通孔を有したロテータ基部と、前記挿通孔に沿って立設された内壁部とを備え、
   前記ステータは、前記軸部を通す挿通孔を有したステータ基部と、前記ロテータの内壁部と対向配置されるように立設された外壁部とを備え、
   前記ねじ部は、前記ロテータの内壁部に沿うように前記ステータに設けられた第１延設壁と、当該第１延設壁に外嵌されるように前記ロテータに設けられた第２延設壁との間に形成されている
   請求項１〜３のうちいずれか一項の回転コネクタ。
5. 前記電線を巻き取ることにより電線長さを調整可能な電線巻き取り機構を備え、
   前記電線は、前記溝から引き出された電線一端が、前記ステータ及び前記ロテータの一方のコネクタに接続され、前記溝から引き出された電線他端が、前記電線巻き取り機構を介して、前記ステータ及び前記ロテータの他方のコネクタに接続されている
   請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の回転コネクタ。
6. 前記電線巻き取り機構は、前記ステータ及び前記ロテータに囲まれる領域により形成された電線収納部に配置されている
   請求項５に記載の回転コネクタ。

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