JP2018045862A - 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。回転コネクタ１は、電線２４をステータ８及びロテータ９の両方に亘って収納する収納溝３３を備える。収納溝３３は、ステータ８の外壁部１８の内周面に形成された第１収納溝３３ａと、ロテータ９の内壁部１６の内周面に形成された第２収納溝３３ｂとを備え、電線２４を第１収納溝３３ａ及び第２収納溝３３ｂに巻き付けるように収納する。【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、前記ステータ及び前記ロテータの両方に設けられ、前記電線を前記ステータ及び前記ロテータの両方に亘って収納する収納溝とを備えた。

本構成によれば、ステータ及びロテータの両方に、電線を収納可能な収納溝を設け、電線を収納溝に沿わせる態様で収納溝に収納する。ロテータが回転操作されたときには、ステータ及びロテータの一方の収納溝に収納された電線が、ロテータの回転に伴って他方の収納溝に巻き取られて収納されていくことで、ロテータの回転が許容される。このように、本構成では、電線を収納溝に収納することにより、電線を位置決めするので、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、前記収納溝は、前記ロテータの回転方向に沿って複数周に亘り形成されていることが好ましい。この構成によれば、収納溝の長さが確保されるので、長い電線を収納溝に収納することが可能となる。

前記回転コネクタにおいて、前記ステータ及び前記ロテータは、異なる径で軸回りに延在しつつ互いに対向するように配置された壁部を各々備え、前記収納溝は、前記ステータの壁部の内周面と前記ロテータの壁部の内周面とに各々形成されていることが好ましい。この構成によれば、互いに対向する壁部に収納溝を形成したので、電線の巻き取りや排出をスムーズに行うことが可能となる。

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、前記電線は、前記ステータの外壁部の内周面と前記ロテータの内壁部の内周面とに各々形成された前記収納溝に収納されていることが好ましい。この構成によれば、ステータの外壁部とロテータの内壁部とを利用して、構成を大幅に変更することなく、回転コネクタ内に電線を収納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、配線を複数有する多芯となっていることが好ましい。この構成によれば、１本の電線を多チャンネル化することが可能となり、ひいては電線及び回転コネクタの小型化が可能となる。

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。 ロテータを外した回転コネクタの平面図。 ロテータが中立位置のときの図であり、（ａ）が電線の平面図、（ｂ）が回転コネクタの一部拡大断面図。 ロテータが中立位置から一方向に回されたときの図であり、（ａ）が電線の平面図、（ｂ）が回転コネクタの一部拡大断面図。 ロテータが中立位置から他方向に回されたときの図であり、（ａ）が電線の平面図、（ｂ）が回転コネクタの一部拡大断面図。 別例の電線の断面図。 他の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７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。ロテータ９は、間にステータ８を挟んだ状態でスリーブ１２に固定されることにより、ステータ８から抜け止めされている。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及びスリーブ１２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。

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の間に形成された電線収納部２５において、ステータ８の内周面からロテータ９の内周面に亘って複数周巻回されるように取り付けられている。電線２４は、一端がステータ８の通し孔２６から引き出されてステータ８のコネクタ２７に接続されるとともに、他端がロテータ９の通し孔２８から引き出されてロテータ９のコネクタ２９に接続されている。

図２及び図３に示すように、回転コネクタ１は、電線２４をステータ８及びロテータ９の両方に亘って収納する収納溝３３を備える。本例の収納溝３３は、ステータ８の壁部（外壁部１８の内周面）に設けられた第１収納溝３３ａと、ロテータ９の壁部（内壁部１６の内周面）に設けられた第２収納溝３３ｂとを備える。収納溝３３（第１収納溝３３ａ、第２収納溝３３ｂ）は、ロテータ９の回転方向（図２の矢印Ｒ方向）に沿って複数周に亘り形成されている。第１収納溝３３ａ及び第２収納溝３３ｂは、ともに軸Ｌ１を中心とした螺旋状に形成されている。第１収納溝３３ａ及び第２収納溝３３ｂは、回転コネクタ１の高さ方向（図２及び図３のＺ軸方向）において溝部分の位置が互い違いになるように配置されている。

次に、図５〜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５（ａ），（ｂ）に示すように、ロテータ９が回転の中立位置に位置するとき、すなわちステアリングホイールが中立位置に操作されているときには、電線２４の半分が第１収納溝３３ａに巻き付けられ、電線２４の残り半分が第２収納溝３３ｂに巻き付けられている。これは、中立位置からロテータ９が左右のどちらに回転操作されても、左右同じ最大回転量（例えば、左右ともに中立位置から３回転）まで回ることを可能とするためである。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、例えばロテータ９が回転の中立位置から一方向（図６（ａ）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がステータ８側の電線２４を順次巻き取る動きをとり、ロテータ９に電線２４が多く巻かれた状態に切り替わっていく。このように、ロテータ９が一方向に回転操作されたときには、ステータ８からロテータ９への電線２４の巻き取りが行われることにより、ロテータ９の一方向への回転操作が許容される。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、例えばロテータ９が回転の中立位置から他方向（図７（ａ）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、ステータ８がロテータ９側の電線２４を順次巻き取る動きをとり、ステータ８に電線２４が多く巻かれた状態に切り替わっていく。このように、ロテータ９が他方向に回転操作されたときには、ロテータ９からステータ８への電線２４の巻き取りが行われることにより、ロテータ９の他方向への回転操作が許容される。

さて、本例の場合、ステータ８及びロテータ９の両方に、電線２４を収納可能な収納溝３３（第１収納溝３３ａ及び第２収納溝３３ｂ）を設け、電線２４を収納溝３３に沿わせる態様で収納溝３３内に収納する。ロテータ９が回転操作されたときには、ステータ８及びロテータ９の一方の収納溝３３に収納された電線２４が、ロテータ９の回転に伴って他方の収納溝３３に巻き取られて収納されていくことで、ロテータ９の回転が許容される。このように、本構成では、電線２４を収納溝３３に収納することにより、電線２４を位置決めするので、電線２４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。

収納溝３３（第１収納溝３３ａ及び第２収納溝３３ｂ）は、ロテータ９の回転方向（図１及び図２の矢印Ｒ方向）に沿って複数周に亘り形成されている。よって、収納溝３３の長さが確保されるので、電線２４が長くても、これを収納溝３３に収納することができる。

ステータ８及びロテータ９は、異なる径で軸Ｌ１回りに延在しつつ互いに対向するように配置された壁部（本例は内壁部１６及び外壁部１８）を備える。収納溝３３（第１収納溝３３ａ及び第２収納溝３３ｂ）は、ステータ８の壁部（外壁部１８）の内周面とロテータ９の壁部（内壁部１６）の内周面とに各々形成されている。よって、互いに対向する壁部（内壁部１６及び外壁部１８）に収納溝３３を形成したので、電線２４の巻き取りや排出をスムーズに行うことができる。

電線２４は、ステータ８の外壁部１８の内周面とロテータ９の内壁部１６の内周面とに各々形成された収納溝３３に収納されている。よって、ステータ８の外壁部１８とロテータ９の内壁部１６を利用して、構成を大幅に変更することなく、回転コネクタ１内に電線２４を収納することができる。

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８に示すように、電線２４は、配線を複数有する多芯（例えばリッツ線）となっていてもよい。この場合、１本の電線２４を多チャンネル化することが可能となり、ひいては電線２４及び回転コネクタ１の小型化を実現することができる。

・図９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。

・収納溝３３の溝形状は、曲面状に限定されず、例えばコ字状など、他の形状に変更可能である。
・収納溝３３は、ステータ８及びロテータ９のそれぞれに一周ずつ形成されるのみでもよい。

・収納溝３３は、軸Ｌ１回りに沿って周回されるように形成された螺旋状に限定されず、電線２４を巻き付けることが可能な形状であればよい。
・第１収納溝３３ａ及び第２収納溝３３ｂは、溝部分が同じ高さ位置に配置されてもよいし、高さ方向に互い違いに配置されてもよい。すなわち、これらの高さ位置の関係性は、特に限定されるものではない。

・収納溝３３は、ステータ８の外壁部１８やロテータ９の内壁部１６に設けられることに限定されず、回転コネクタ１のハウジングを構築する部材であれば、どこに設けられていてもよい。

・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、第１収納溝３３ａ及び第２収納溝３３ｂに嵌合するように取り付けられてもよい。

・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。
・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…壁部の一例である内壁部、１７…ステータ基部、１８…壁部の一例である外壁部、２４…電線、３３…収納溝、３３ａ…第１収納溝、３３ｂ…第２収納溝、Ｌ１…軸。

Claims (5)

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、
   前記ステータ及び前記ロテータの両方に設けられ、前記電線を前記ステータ及び前記ロテータの両方に亘って収納する収納溝と
   を備えたことを特徴とする回転コネクタ。
2. 前記収納溝は、前記ロテータの回転方向に沿って複数周に亘り形成されている
   請求項１に記載の回転コネクタ。
3. 前記ステータ及び前記ロテータは、異なる径で軸回りに延在しつつ互いに対向するように配置された壁部を各々備え、
   前記収納溝は、前記ステータの壁部の内周面と前記ロテータの壁部の内周面とに各々形成されている
   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、
   前記電線は、前記ステータの外壁部の内周面と前記ロテータの内壁部の内周面とに各々形成された前記収納溝に収納されている
   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. 前記電線は、配線を複数有する多芯となっている
   請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の回転コネクタ。

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