JP5117239B2 - ステアリングロールコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、自動車のステアリングコラム側に固定されるステータと、ステアリングホイールと共に回転されるロテータを備えたステアリングロールコネクタに関し、特に、ステアリングホイールと一緒に組立てる場合の中立位置出しが容易なステアリングロールコネクタに関する。

自動車においては、ステアリングホイールに設けられた電装品と車両本体側の電装品とを電気的に接続するために、ステアリングロールコネクタと呼ばれる電気接続器が使用されている。この種のステアリングロールコネクタは、ステアリングコラム側に固定されるステータと、このステータに対して回転可能に設けられたロテータとにより、環状の収容部を有するケースを構成し、収容部内に複数本の接続線を帯状にまとめた形態のフレキシブルケーブルが渦巻状に収容され、このフレキシブルケーブルの一端部が、ステータに設けられたコネクタ部に接続されていると共に、他端部がロテータに設けられたコネクタ部に接続されている。そして、上記ロテータには係合凸部が設けられていて、その係合凸部をステアリングホイールの係合穴に係合させることにより、ロテータは、ステアリングホイールと一体的に回転される構成となっている。

この種のステアリングコネクタにおいては、車両への組立て時に、フレキシブルケーブルの他端部が接続されたロテータの中立位置と、ステアリングホイールおよびステアリングシャフトの中立位置とを一致させる必要がある。そこで、従来では、ステータに対してロテータを中立位置に仮固定するために中立位置固定ピンを設け、ステアリングコラム部分への組付け前までは、この中立位置固定ピンによりロテータをステータに対して中立位置に仮固定しておき、ロテータとステアリングホイールとの組立て時に、その中立位置固定ピンを外す構成となっていた。

しかし、上記の構成では、中立位置固定ピンを別途必要としていたため、その分部品点数が多くなり、コストが高くなるなどの問題点があった。そこで、ステアリングロールコネクタにおける合成樹脂製のステータ（固定体）とロテータ（可動体）を、薄肉ヒンジを介して一体成形により設け、ステアリングコラム部分への組立て前までは、その薄肉ヒンジによりロテータをステータに対して中立位置に仮固定しておき、ロテータとステアリングホイールとの組立て状態で、ステアリングホイールを回転操作してロテータをステータに対して回転させることで、上記薄肉ヒンジを切断させる構成としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

これによれば、ステータとロテータとは薄肉ヒンジを介して連結されているから、ロテータを中立位置に仮固定するための中立位置固定ピンを別途必要としないようにできる。また、ロテータとステアリングホイールとの組立て状態で、ステアリングホイールを回転操作して上記薄肉ヒンジを切断することで、ステータに対するロテータの回転が許容されるようになる。
特開平１１−１４４８２８号公報

しかし、特許文献１のステアリングロールコネクタでは、次のような問題がある。すなわち、ステータとロテータは、薄肉ヒンジを間にして左右に並ぶように配置された状態で成形されるため、これらを成形するにはステータやロテータを単独で成形する成形型よりも大きな成形型が必要となる。また、固定ピンにより中立位置を出して仮固定しておく構成では組立て時にピンを抜く工程が必要であり、また、ピンを廃棄する等のコスト上の問題もあった。

従って、本発明の目的は、ステアリングホイールと共に、ステアリングシャフト、および、ステアリングコラム側へ簡単に中立位置出しをしながら取付けおよび組立て可能なステアリングロールコネクタを提供することにある。

［１］本発明は、上記の目的を達成するため、車両の車体側に固定されるステータと、前記車両のステアリングホイール側に設けられて前記ステアリングホイールと一体的に回転するロテータと、一端が前記ロテータ側へ固定され、環状に設けられたローラ列に掛け回され、他端が前記ステータ側へ固定された長尺のケーブルにより、前記ロテータの回転に伴い前記ケーブルの移動により減速して回転する、前記ステータと前記ロテータの間に設けられたリテーナと、を有し、前記リテーナは、前記リテーナの回転中立位置において、前記リテーナから付勢されたロック部が前記ロテータに形成された切欠部に突出して嵌合することにより前記ロテータの回転をロックするロック部を有することを特徴とするステアリングロールコネクタを提供する。

［２］前記ロック部は、前記リテーナの前記回転中立位置以外では、前記ロテータの回転をロックしないことを特徴とする上記［１］に記載のステアリングロールコネクタであってもよい。

［３］また、前記ロック部は、前記車両の前記ステアリングホイールと一体に組立てられる場合に、前記ステアリングホイールの一部に当接することにより、前記ロテータの回転をロックするロック状態が解除されることを特徴とする上記［１］に記載のステアリングロールコネクタであってもよい。

本発明によれば、ステアリングホイールと共に、ステアリングシャフト、および、ステアリングコラム側へ簡単に中立位置出しをしながら取付けおよび組立て可能なステアリングロールコネクタを提供することができる。

（本発明の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るステアリングロールコネクタ１０の分解斜視図である。図２は、ロテータ２００、ステータ１００、およびリテーナ３００を中立位置で組立てた状態での上平面図である。ただし、ロテータ２００のフランジ部２００ｂは除去して図示した断面状態を示す。図３（ａ）は、図１における、Ａ−Ａ断面図、図３（ｂ）は、図１における、Ｂ−Ｂ断面図である。図５は、中立位置で組み立てたステアリングロールコネクタにおいて、ステータ、およびリテーナが回転した状態を示す上平面図である。

ステアリングロールコネクタ１０は、車両１の車体側に固定されるステータ１００、車両１のステアリングホイール２側に設けられてステアリングホイール２と一体的に回転するロテータ２００、および、ステータ１００とロテータ２００の間に設けられたリテーナ３００から構成される。

ステータ１００は、扁平な円環形状の下ケース１０１と円筒形状の上ケース１０２とから構成され、図示しないネジ等により結合されている。下ケース１０１の内径部には、車両１のステアリングコラムポスト３に貫通して取付けられるための穴部１００ａが形成され、底面部にはリテーナ３００が回転可能に収容される所定の幅で形成された側部１００ｂおよび底部１００ｃが形成されている。また、上ケース１０２の円筒形状内部はリテーナ３００を収容できる空間とされ、上ケース１０２の上部には、ロテータ２００がステータ１００と同軸で回転可能なように、側部１０２ａおよび受部１０２ｂが形成されている。

ロテータ２００は、円筒部２００ａおよびフランジ部２００ｂが一体として形成され、円筒部２００ａの内径部は、車両１のステアリングコラムポスト３が貫通する空間とされ、図３に示すように、フランジ部２００ｂの外周部２００ｃは、ステータ１００の側部１００ｂおよび底部１００ｃにガイドされて回転運動することができる。このロテータ２００は、車両１のステアリングコラムポスト３に貫通し、ステアリングホイール２およびステアリングシャフト４に取付けられる。

リテーナ３００は、板状体で円環形状の上環部３００ａ、上環部３００ａの内側および外側に形成された内環部３００ｂ、外環部３００ｃが一体に形成されている。上環部３００ａの上面３００ｄには、後述するフレキシブルケーブル４００を掛け回してガイドするための複数のローラ３１０が図１に示すように環状に設けられている。ローラ３１０は上環部３００ａの上面３００ｄに環状に立設されたローラピン３１１に回転可能に嵌合して設けられ、ローラ３１０間には内回りと外回りのフレキシブルケーブル４００が接触しないようにガイドリブ３１２が設けられている。

リテーナ３００の上環部３００ａと内環部３００ｂおよび外環部３００ｃで囲まれた収容部３００ｅには、リテーナ３００側からバネ３０５により付勢されてロテータ２００側へ突出するロック部３２０が取付けられている。このロック部３２０が突出するための切欠部３００ｆが内環部３００ｂの一部に形成されている。また、切欠部３００ｆから突出したロック部３２０が嵌合し、ロテータ２００の回転を阻止するための切欠部２００ｄがロテータ２００に形成されている。

図２に示すように、ステータ１００とロテータ２００に囲まれた上環部３００ａの上には、フレキシブルケーブル４００が収容されている。フレキシブルケーブル４００は、内部に長尺の複数本の導線が収容されたフラット形状に形成され、一端部がステータ１００の上ケース１０２の内周部１０２ｃへ接続固定されている。この接続されたフレキシブルケーブル４００は、上ケース１０２に設けられたコネクタ１０３へ電気的に接続され、車体に搭載されたバッテリーやホーンの本体、エアバッグ装置を制御するコンピュータ等へ電気的に接続される。

フレキシブルケーブル４００の中間部分は、環状に設けられた複数のローラ３１０に掛け回され、このローラ３１０に掛け回された部分からロテータ２００の円筒部２００ａ側へ湾曲して折り返され、再び環状に設けられた複数のローラ３１０に掛け回されて、フレキシブルケーブル４００の他端部がロテータ２００の円筒部２００ａへ接続固定されている。この接続されたフラットフレキシブルケーブル４００の他端部は、コネクタ２１０を介してステアリングホイール２に設けられたホーンスイッチやエアバッグ装置等の各装置へ電気的に接続される。

ロテータ２００はステアリングホイール２及びステアリングシャフト４と一体的に回転するため、フレキシブルケーブル４００は、ロテータ２００が回転することでその一端部が円筒部２００ａと共に回転し、減速して回転するリテーナ３００を介して円筒部２００ａの外筒部２００ｅに巻き取られ、または、この巻き取りが解除される。

図２に示すように、ステータ１００の上ケース１０２における内周部１０２ｃの半径をＲとし、ロテータ２００の円筒部２００ａにおける外筒部２００ｅの半径をｒとすると、ロテータ２００とリテーナ３００との回転比、すなわち、減速比は、ｒ／（ｒ＋Ｒ）となる。例えば、ｒ＝３０ｍｍ，Ｒ＝６０ｍｍと設定すると、減速比は、１／３となる。一般に、車両のステアリングホイールは、左右各方向へはそれぞれ２．５回転程度に設定されているので、リテーナ３００は左右各方向へそれぞれ約０．８回転となる。

（ステアリングロールコネクタの動作）
図２および図３（ｂ）は、ステアリングロールコネクタ１０が車両１へ取付けられる前の状態を示すものであり、リテーナ３００の切欠部３００ｆからロック部３２０が突出し、ロテータ２００の切欠部２００ｄに嵌合している。この状態では、ロテータ２００とリテーナ３００が相対的に回転運動できないので、ロテータ２００およびリテーナ３００は、共に回転することができない。この状態は、ロテータ２００およびリテーナ３００の回転中立位置であって、例えば、ロテータ２００は左右それぞれ２．５回転の中間位置、また、リテーナ３００は左右それぞれ０．８回転の中間位置である。すなわち、ステアリングロールコネクタ１０が車両１へ取付けられる前のこの状態は、リテーナ３００側からロック部３２０が付勢されてロテータ２００の回転がロックされた状態である。

図４（ａ）は、中立位置で組み立てたステアリングロールコネクタ１０をステアリングコラムポスト３側へセットし、ステアリングホイール２を組込んでいる途中を示す断面図である。図４（ｂ）は、ステアリングホイール２の芯金部２ａの図４（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図４（ｃ）は、中立位置で組み立てたステアリングロールコネクタ１０をステアリングコラムポスト３側へセットし、ステアリングホイール２を組込んだ組立て完了状態を示す断面図である。

図４（ａ）の組込み途中までの状態では、ステアリングロールコネクタ１０は上述のようにロテータ２００の回転がロックされた状態である。ここで、ステアリングホイール２の芯金部２ａには、図４（ｂ）に示すように、円周に一部にリブ部２ｂが形成されている。図４（ａ）の状態からステアリングホイール２を完全に組込んだ図４（ｃ）の状態では、リブ部２ｂが上からロック部３２０の傾斜部３２０ａをロテータ２００側へ押込んで、ロック部３２０はその先端部３２０ｂがロテータ２００の円筒部２００ａの内側に収容される。この状態では、ロック部３２０がロテータ２００の円筒部２００ａの内側と面一のリブ部２ｂに当接した状態であり、ロックが解除され、中立位置からロテータ２００およびリテーナ３００がそれぞれ回転可能な状態になる。

図５は、図４（ｃ）に示す組立て完了状態において、ロテータ２００およびリテーナ３００が回転した状態を示す上平面図である。図２に示す、ロテータ２００、およびリテーナ３００が中立位置の状態（Ｄの位置）から、図５に示すように、ロテータ２００が右回転方向に約１８０度回転すると、減速比１／３からリテーナ３００は約６０度だけ回転する。このとき、ロック部３２０の先端部３２０ｂは、ロテータ２００の円筒部２００ａの内側面に当接した状態で、リテーナ３００がロテータ２００およびステータ１００に対して相対運動可能である。すなわち、ロック状態が解除された状態で、ステアリングホイール２を右回転および左回転方向に、例えば、それぞれ２．５回転することができる。

（本発明の実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係るステアリングロールコネクタ１０によれば、次のような効果を有する。
（１）ロテータ２００とリテーナ３００の減速比を適切に設定することで、ステアリングホイール２が最大回転数をとるときでも、ロック部３２０とロテータ２００の切欠部２００ｄとは１箇所でのみ嵌合する。従って、ロック位置は唯一つに決定されるので、完全中立位置出しが可能となる。
（２）ロック部３２０がバネ３０５で付勢されてロテータ２００との相対回転運動をロックしているので、ステアリングロールコネクタ１０の搬送中あるいは保管中に中立位置がずれることがない。
（３）ステアリングロールコネクタ１０をステアリングコラムポスト３側へセットし、ステアリングホイール２を組込むことで、自動的にロック部３２０が後退してロック状態が解除される。従って、従来行なわれていたような、ロックピンを除去する工程や、薄肉ヒンジを切断してロック状態を解除する等の工程が不要となる。
（４）中立位置がずれた状態でステアリングホイール２と組立てが行なわれることがないので、それに伴うフレキシブルケーブル４００の断線、異音等が発生することがない。

図１は、本発明の実施の形態に係るステアリングロールコネクタの分解斜視図である。 図２は、ロテータ２００、ステータ１００、およびリテーナ３００を中立位置で組立てた状態での上平面図である。 図３（ａ）は、図１における、Ａ−Ａ断面図、図３（ｂ）は、図１における、Ｂ−Ｂ断面図である。 図４（ａ）は、中立位置で組み立てたステアリングロールコネクタ１０をステアリングコラムポスト３側へセットし、ステアリングホイール２を組込んでいる途中を示す断面図である。 図４（ｂ）は、ステアリングホイール２の芯金部２ａの図４（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図４（ｃ）は、中立位置で組み立てたステアリングロールコネクタ１０をステアリングコラムポスト３側へセットし、ステアリングホイール２を組込んだ組立て完了状態を示す断面図である。 図５は、中立位置で組み立てたステアリングロールコネクタにおいて、ロテータ２００およびリテーナ３００が回転した状態を示す上平面図である。

符号の説明

１…車両、２…ステアリングホイール、２ａ…芯金部、２ｂ…リブ部
３…ステアリングコラムポスト、４…ステアリングシャフト
１０…ステアリングロールコネクタ、５０…フラットフレキシブルケーブル
１００…ステータ、１００ａ…穴部、１００ｂ…側部、１００ｃ…底部
１０１…下ケース、１０２…上ケース、１０２ａ…側部、１０２ｂ…受部
１０２ｃ…内周部、１０３…コネクタ
２００…ロテータ、２００ａ…円筒部、２００ｂ…フランジ部、２００ｃ…外周部
２００ｄ…切欠部、外筒部２００ｅ、３００…リテーナ、３００ａ…上環部
３００ｂ…内環部、３００ｃ…外環部、３００ｄ…上面
３００ｅ…収容部、３００ｆ…切欠部
３０５…バネ、３１０…ローラ、３１１…ローラピン、３１２…ガイドリブ
３２０…ロック部、３２０ａ…傾斜部、３２０ｂ…先端部
４００…フレキシブルケーブル

Claims (3)

1. 車両の車体側に固定されるステータと、
   前記車両のステアリングホイール側に設けられて前記ステアリングホイールと一体的に回転するロテータと、
   一端が前記ロテータ側へ固定され、環状に設けられたローラ列に掛け回され、他端が前記ステータ側へ固定された長尺のケーブルにより、前記ロテータの回転に伴い前記ケーブルの移動により減速して回転する、前記ステータと前記ロテータの間に設けられたリテーナと、を有し、
   前記リテーナは、前記リテーナの回転中立位置において、前記リテーナから付勢されたロック部が前記ロテータに形成された切欠部に突出して嵌合することにより前記ロテータの回転をロックするロック部を有することを特徴とするステアリングロールコネクタ。
2. 前記ロック部は、前記リテーナの前記回転中立位置以外では、前記ロテータの回転をロックしないことを特徴とする請求項１に記載のステアリングロールコネクタ。
3. 前記ロック部は、前記車両の前記ステアリングホイールと一体に組立てられる場合に、前記ステアリングホイールの一部に当接することにより、前記ロテータの回転をロックするロック状態が解除されることを特徴とする請求項１に記載のステアリングロールコネクタ。

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