JP5224404B2 - 回転コネクタ装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動車等の車両に装着される回転コネクタ装置に関し、ステアリングホイール側と車体側との間を電気的に接続するために用いる回転コネクタ装置に関する。

自動車等の車両に装着されるステアリングロールコネクタなどの回転コネクタ装置は、相対的に回転可能に同軸上に組み付けられるステータ（固定ケース）とロテータ（回転ケース）とで構成されるケーブルハウジングを備えている。

回転コネクタ装置は、ケーブルハウジングのうち、ステータが車体側に固定され、ロテータがステアリングホイール側に組み付けられている。さらに、回転コネクタ装置は、ケーブルハウジング内部の収容空間に収容されたフラットケーブルを介して、車体側とステアリングホイール側との間の例えば、ホーンモジュール、エアバッグモジュール、電源等の電気的な接続を行っている。

特許文献１に記載の回転コネクタもこのような回転コネクタ装置の１つである。
特許文献１に記載の回転コネクタは、ケーブルハウジングの内部に構成される収容空間（環状の空間）に収容されたフラットケーブル（帯状伝送線）を案内するリテーナ（案内部材）が収容空間の底面に配置されている。
リテーナは、ロテータの回転軸回りに回転自在に収容空間の底面に配置された平面視Ｃ型の板状のガイドリングと、該ガイドリングの周方向を等分配する各部において、ロテータの回転軸と平行な回転軸回りに回転自在に軸支された複数のローラとで構成している。

フラットケーブルは、収容空間に巻回状態で収容され、その半径方向の内端がロテータの内周筒部（内筒軸部）に巻き付けられ、半径方向の外端がステータの外周筒部（外筒部）に巻き付けられ、中間がＵ字状に巻き返されている。
そしてステアリングホイールの回転操作に伴ってフラットケーブルは、収容空間において、半径方向の内端と外端とがそれぞれ内周筒部、外周筒部に対する巻き付けと巻き解きが行われ、それに追従するように、リテーナが環状空間を周方向に回転することでケーブルハウジングに損傷なく収容された状態を保つことができる。

しかし、収容空間に巻回された状態のフラットケーブルが上方へ撓んだり、走行中に車両が振動するなどしたとき、該フラットケーブルの上端部が収容空間の上方を覆うロテータの上フランジ（天板）に接触することがあり、接触により耳障りな音が発するという難点を有していた。
特に、ステアリングホイール操作時には、ステータに対してロテータが回転するため、フラットケーブルがロテータに接触する際には、回転している状態のロテータに対して接触することになり、ロテータとフラットケーブルとが擦れる（摺動する）ため、耳障りな音が発生し易くなる。

しかも、ステータに対してロテータが回転している際には、収容空間では、フラットケーブルの巻き付けと巻き解きが行われることで、巻回された状態のフラットケーブルが半径方向にスライドするため、ロテータとフラットケーブルとの擦れが激しくなり、さらに耳障りな音が発し易くなる。

このように運転中に耳障りな音が発生することで快適な運転の妨げになるという難点を有していた。

さらにまた、フラットケーブルが繰り返し接触すると、磨耗により該フラットケーブルが損傷するおそれがあるという難点も有していた。

特開２０００−６８０２０号公報

そこで本発明は、収容空間に巻回された状態のフラットケーブルが上方へ撓んだり、走行中に車両が振動するなどにより、フラットケーブルがケーブルハウジングに衝突したり、擦れるなどしても、耳障りな音が発することがなく静粛で快適な走行を実現することができ、さらに、フラットケーブルの磨耗による損傷を防ぐことができる回転コネクタ装置の提供を目的とする。

本発明は、内周筒部、及び天板を備えたロテータと、外周筒部を備えたステータとを構成し、前記ステータと前記ロテータとを、互いに相対回転自在に一体に構成し、前記ステータと前記ロテータとの内部に、該ロテータ側と該ステータ側とを電気的に接続するケーブルを巻き回した状態で収容する収容空間を構成した回転コネクタ装置であって、前記ケーブルをガイドするガイド突出片を、前記内周筒部と前記外周筒部とのうち、前記外周筒部のみに配置するとともに、前記外周筒部の上部において、前記収容空間の外周付近で巻き回した前記ケーブルを上方からガイド可能に、前記ケーブルよりも上方で前記収容空間に向けて突出して形成し、前記ガイド突出片の下面を、該ガイド突出片の突出方向へ沿って徐々に上方へ変形する形状で形成し、前記外周筒部を、外側外周筒部と、該外側外周筒部よりも小径である内側外周筒部とで構成し、前記外側外周筒部と前記内側外周筒部とを互いに半径方向において隙間を有して対向するよう同心円状に配置し、且つ、前記外側外周筒部を前記天板の外周縁部よりも半径方向の外側に配置するとともに、前記内側外周筒部を天板の外周縁部よりも半径方向の内側に配置して構成し、前記外側外周筒部を、前記天板と前記内側外周筒部の上端との隙間を半径方向の外側から覆う高さを有して前記内側外周筒部よりも上方に突出して形成したことを特徴とする。

なお、前記ガイド突出片の下面は、前記ガイド突出片の突出方向へ沿って徐々に上方へ変形する形状であれば、該突出方向へ沿って上方へと傾斜するテーパ形状に限らず、該突出方向へ沿って湾曲しながら上方へと変形する形状など様々な形状で形成することを含む。

この発明によれば、収容空間に巻回された状態のフラットケーブルが上方へ撓んだり、走行中に車両が振動するなどにより、フラットケーブルがケーブルハウジングに衝突したり、擦れるなどしても、耳障りな音が発することがなく静粛で快適な走行を実現することができ、さらに、フラットケーブルの磨耗による損傷を防ぐことができる回転コネクタ装置を提供することができる。

本実施形態のステアリングロールコネクタの外観図。 本実施形態のステアリングロールコネクタの分解斜視図。 ロテータを外した状態の本実施形態のステアリングロールコネクタの平面図。 図１中のＡ−Ａ線矢視断面図。 図４中の一部を示す拡大端面図。 本実施形態のステアリングロールコネクタの作用説明図。

この発明の一実施形態を、以下図面を用いて説明する。
本実施形態のステアリングロールコネクタ１０（ＳＲＣ）は、図１及至図５に示すように、ケーブルハウジング１１と、リテーナ４１と、回転ロックユニット５１とで構成している。
なお、図１、図２は、前記ステアリングロールコネクタのそれぞれ外観図、分解斜視図である。図３は、後述するロテータを外した状態の前記ステアリングロールコネクタの平面図である。図４は、図１中のＡ−Ａ線矢視断面図である。図４は、前記ステアリングロールコネクタにおける、図５中のＢ−Ｂ線に対応する部分の拡大端面である。

ケーブルハウジング１１は、平面視中央部分にステアリングシャフト（図示省略）の軸方向に貫通した差込孔Ｈが形成された略円筒状の形態で構成されている。差込孔Ｈは、前記ステアリングコラム（図示省略）に支持されたステアリングシャフトの挿入を許容する径で形成されている。
なお、前記ステアリングシャフトの上端部には、回転操作を行うためのステアリングホイールが固定されている。

ケーブルハウジング１１は、互いに相対回転可能なステータ１２とロテータ１３とで構成している。ケーブルハウジング１１の内部には、図２及至図５に示すように、フレキシブルフラットケーブルＣ（以下、「フラットケーブルＣ」という。）が適宜巻かれた状態で収容される収容空間Ｓが構成されている。

ステータ１２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（図示省略）に固定され、ステアリングホイールに対して相対回転可能に取り付けられている。前記ステータ１２は、底板として環状に形成した固定側リング板１４と、この固定側リング板１４の外周縁から垂直に延びる円筒状の外周筒部１５とで構成されている。固定側リング板１４の外周外周縁と筒部１５の下端とは嵌合により一体に構成している。

外周筒部１５は、図４、及び、図５に示すように、円筒状の外側外周筒部１５ｏと、該外側外周筒部１５ｏよりも僅かに小径である円筒状の内側外周筒部１５ｉとで構成され、外側外周筒部１５ｏと内側外周筒部１５ｉとが半径方向において近接して対向するよう同心円状に配置した２層構造で構成されている。

外側外周筒部１５ｏと内側外周筒部１５ｉとは、ステアリングホイールの軸方向（図４、及び、図５中の上下方向）の中間部において連結部１８により一体に連結されている。外側外周筒部１５ｏと内側外周筒部１５ｉとの半径方向の間に構成される隙間は、連結部１８により上下方向に分断され、図５に示すように、上下各側向けて開口した２つの溝ｇｕ，ｇｄが構成されている。

また、前記内側外周筒部１５ｉの上部には、図５に示すように、収容空間Ｓで巻き回したフラットケーブルＣよりも上方で該収容空間Ｓに向けて半径方向の内側（径内方向）へ突出し、該フラットケーブルＣを上方からガイドするガイド突出片１６が鍔状に形成されている。

ガイド突出片１６は、平面視円環状に内側外周筒部１５ｉの上部の内周縁に沿って収容空間Ｓへ真直ぐに突出しているが、前記ガイド突出片１６の下面１６ｕは、半径方向の内側に沿って上方へ傾斜するテ―パ形状で形成されている。

ステータ１２には、ステータ側コネクタ１７が取り付けられている。
ステータ側コネクタ１７は、第１ステータ側コネクタ１７Ａと第２ステータ側コネクタ１７Ｂとで構成している。第１ステータ側コネクタ１７Ａと第２ステータ側コネクタ１７Ｂとは、所定間隔を隔ててそれぞれのコネクタ接続口が同じ方向を向くように外周筒部１５（外側外周筒部１５ｏ）の外側に配置されている。

前記ロテータ１３は、リング状に形成された回転側リング板（天板）２１と、この回転側リング板２１の内周縁から垂直に延びる円筒状の内周筒部２２とで構成している。そしてロテータ１３は、ステアリングホイールとともに一体的に回転するように構成されている。ロテータ１３は、ステータ１２に対して前記ステアリングホイールの回転軸と同一の軸回りに回転することができる。

回転側リング板２１は、ロテータ１３の回転軸の方向で前記固定側リング板１４に対面するように配置されている。
なお、ロテータ１３の回転軸の方向は、上述したステアリングホイールの軸方向（図４、及び、図５中の上下方向）と同じ方向である。

また、前記内周筒部２２は、外周筒部１５と半径方向で対面するように配置されている。

ロテータ１３には、該ロテータ１３の回転に伴って一体的に回転するロテータ側コネクタ２３Ｂが取り付けられる。
ロテータ側コネクタ２３は、第１ロテータ側コネクタ２３Ａと第２ロテータ側コネクタ２３Ｂとで構成している。

第１ロテータ側コネクタ２３Ａと第１ステータ側コネクタ１７Ａ、及び、第２ロテータ側コネクタ２３Ｂと第２ステータ側コネクタ１７Ｂとは、それぞれ収容空間Ｓに配置されたフラットケーブルＣによって相互に電気的に接続されている。

ステータ側コネクタ１７は、ロアコラムカバー（図示省略）内において車体側の電気回路等から引き出されたケーブル（図示省略）にそれぞれ接続される。
ロテータ側コネクタ２３は、例えば、ホーンスイッチ、エアバッグユニットなどの電気回路から引き出されたケーブル（図示省略）にそれぞれ接続される。

また、上述のリテーナ４１は、複数の回転ローラ４３とベースリング４２とで構成され、収容空間Ｓにおいてロテータ１３の回転軸を中心にして回転可能に配置されている。

回転ローラ４３は、後述のローラ支持突部４５と同じ数で備えられ、それぞれローラ支持突部４５に軸支され、それぞれが前記ロテータ１３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。

ベースリング４２は、平面視円環状をした板状のベースリング本体部４４とローラ支持突部４５とローラ外周側突部４６とで構成されている。
ベースリング本体部４４は、前記固定側リング板１４に対して摺動可能に近接して配置され、ステータ１２に対して相対回転可能に構成されている。ローラ支持突部４５は、ベースリング本体部４４の周方向に等間隔ごとに回転ローラ４３を軸支可能に上方に向けて突出している。

ローラ外周側突部４６は、ローラ支持突部４５に対して外側で、フラットケーブルＣを後述するように回転ローラ４３の周りに折り返した折り返し部分（後述する反転部Ｃｒ）を径外側からガイドするようベースリング本体部４４に対して上方に向けて突出している。

前記回転ロックユニット５１は、図２に示すように、ロック体５２とバネ受けスリーブ５４と、該ロック体５２および該バネ受けスリーブ５４との間に介在する戻しバネ５３とで構成されている。

バネ受けスリーブ５４を戻しバネ５３の付勢力に抗して押し上げることでステータ１２に対してロテータ１３が相対回転しないようロック体５２でロックすることができ、或いは、ステアリングホイールの芯金のボス部（図示省略）を挿入することで自由に相対回転することを許容するようロック体５２によるロックを解除することができる。

フラットケーブルＣは、複数の扁平な平角導体Ｃａが所定のピッチで平行に配列され、電気絶縁体Ｃｂで被覆した可撓性を有する帯状の伝送線である。

フラットケーブルＣは、収容空間Ｓで２本備え、該収容空間Ｓにおいて２本を重ね合わして巻き回した状態で備えている。重ね合わした２本のうち一方のフラットケーブルＣにおける長さ方向の一端側を第１ステータ側コネクタ１７Ａ側に接続しているとともに、２本のうち他方のフラットケーブルＣにおける長さ方向の一端側を第２ステータ側コネクタ１７Ｂ側に接続している（図示省略）。

重ね合わした２本のうち一方のフラットケーブルＣにおける長さ方向の他端側を第１ロテータ側コネクタ２３側に接続しているとともに、２本のうち他方のフラットケーブルＣにおける長さ方向の他端側を第２ロテータ側コネクタ２３側に接続している（図示省略）。

以上の構成で、フラットケーブルＣの長さ方向の一端と他端との間は、収容空間Ｓにおいて適宜、巻回した状態で収容される。

詳しくは、フラットケーブルＣは、収容空間Ｓにおいて、第１ステータ側コネクタ１７Ａ、第２ステータ側コネクタ１７Ｂのそれぞれから前記収容空間Ｓへ引き込まれ、図３及至図５に示すように、リテーナ４１の外側でステータ１２の外周筒部１５（内側外周筒部１５ｉ）の内周面に沿うように巻かれた外側巻き部分Ｃｏが構成される。

従って、外側巻き部分Ｃｏの基端は、ステータ側コネクタ１７の位置において固定されている。
なお、フラットケーブルＣは、収容空間Ｓにおいて上述したように２本一組として重ね合わして巻き回されているが、図３及至図５では、簡略化して一本のみを巻き回した状態で図示している。

そして、図３に示すように、フラットケーブルＣは、長さ方向の途中で、複数の前記回転ローラ４３のうち１つにＵ字型に巻き掛かるようにして向きを反転させた反転部分Ｃｒが構成される。

フラットケーブルＣは、その後は、長さ方向の他端側をリテーナ４１の内側でロテータ１３の内周筒部２２の外周面に沿うように巻かれた内側巻き部分Ｃｉが構成される。図３及至図５に示すように、フラットケーブルＣは、最終的には収容空間Ｓから引き出されて第１ロテータ側コネクタ２３Ａ、第２ロテータ側コネクタ２３Ｂ側に接続される。

従って、内側巻き部分Ｃｉの基端は、ロテータ側コネクタ２３の位置において固定されている。

このように、前記収容空間Ｓの内部においてフラットケーブルＣは、ロテータ１３がステータ１２に対して回転することにより、外側巻き部分Ｃｏと内側巻き部分Ｃｉとの間でそれぞれ巻き付けと巻き解きのいずれかが行われる。
このとき、フラットケーブルＣは、外側巻き部分Ｃｏと内側巻き部分Ｃｉとの間の巻き状態のバランスの変化に追従するように反転部分Ｃｒがリテーナ４１とともに適宜回転する。これにより、ステアリングロールコネクタ１０は、フラットケーブルＣを収容空間Ｓ内で常に整列された巻き付け状態で保持することができるとともに、円滑なステアリングホイールの回転操作を可能としている。

上述したステアリングロールコネクタ１０は、以下のような様々な作用、効果を得ることができる。
ステアリングロールコネクタ１０は、上述したように前記内側外周筒部１５ｉの上部に、収容空間Ｓに向けて鍔状に突出するガイド突出片１６を形成している。

詳しくは、ガイド突出片１６は、内側外周筒部１５ｉにおける、収容空間Ｓにおいて半径方向に沿って巻き回したフラットケーブルＣの上端よりも上方で収容空間Ｓ（半径方向内側）へ向けて鍔状に突出し、少なくとも該フラットケーブルＣの外側巻き部分Ｃｏを上方からガイドするよう形成している。

この構成により、ガイド突出片１６は、走行中に車両が振動したり、巻き回したフラットケーブルＣが上方に撓むなどした場合でも、フラットケーブルＣの外側巻き部分Ｃｏを上方からガイドすることで収容空間Ｓにおいて巻き回した状態のフラットケーブルＣがロテータ１３の回転側リング板２１に衝突したり擦れるなどして耳障りな音が発生することを回避することができる。

詳しくは、内側外周筒部１５ｉの上部にガイド突出片１６を備えていない従来のステアリングロールコネクタの場合（図示省略）、巻き回されたフラットケーブルＣの上端部全体、詳しくは、外側巻き部分Ｃｏ、及び、内側巻き部分Ｃｉの双方が、ステータ１２に対して回転するロテータ１３の回転側リング板２１の下面に接触するおそれがあり、接触箇所が増える分、大きな衝突音や擦れ音が発生し易くなる。
しかも、ステアリングホイールの回転操作に伴ってロテータ１３は、ステータ１２に対して回転する。それと同時に、フラットケーブルＣの外側巻き部分Ｃｏは、内側外周筒部１５ｉの内周面に対しての巻き付けと巻き解きが行われ、この間、外側巻き部分Ｃｏは、内側外周筒部１５ｉの内周とリテーナ４１の外周との間で半径方向にスライドする。

このため、ステアリングホイールの回転操作の際に、ロテータ１３とフラットケーブルＣが接触すると、特に擦れによる耳障りな音が発し易くなる。

これに対して、上述したようにガイド突出片１６を備えることで、走行中に車両が振動したり、収容空間Ｓで巻き回されたフラットケーブルＣが上方に撓むなどしても、図５中に仮想線で示したフラットケーブルＣのように、フラットケーブルＣの外側巻き部分Ｃｏのみがガイド突出片１６に接触するだけである。

よって、ステアリングホイールの回転操作の際に、ステータ１２に対してロテータ１３が回転したり、収容空間Ｓで巻き回した状態のフラットケーブルＣが半径方向にスライドしても、フラットケーブルＣがガイド突出片１６に小さな接触面積で接触するに留めることができ、耳障りな音が発生することを大幅に抑制することができる。

さらに、前記ガイド突出片１６の下面１６ｕは、収容空間Ｓに径内方向へ向けて徐々にケーブルと離間するように上方へ傾斜するテ―パ形状で形成している。

このため、走行中に車両が振動したり、収容空間Ｓで巻き回されたフラットケーブルＣが上方に撓むなどしてフラットケーブルＣの外側巻き部分Ｃｏがガイド突出片１６の下面１６ｕに接触しても、図６（ｂ）、すなわち、図６（ａ）中の領域Ｙ部の拡大図に示すように、該外側巻き部分Ｃｏの上端部における隅角部のみが、ガイド突出片１６の基端部に下側から点状に接触するだけである。

よって、前記ガイド突出片１６の下面１６ｕを、上述したテ―パ形状で形成することでフラットケーブルＣに対する接触面積を極力、小さくすることができる。
なお、図６は、ガイド突出片１６の作用説明図であり、詳しくは、図６（ａ）は、図５中の領域Ｘ部の拡大図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）中の領域Ｙ部の拡大図である。さらに、フラットケーブルＣは、収容空間Ｓにおいて上述したように２本一組として重ね合わして巻き回されているが、図６では、簡略化して一本のみを巻き回した状態で図示している。

また、例えば、本実施形態とは異なる形状として、前記ガイド突出片１６を、該ガイド突出片１６の下面１６ｕが径内方向へ真直ぐに突出しするよう形成した場合（図６（ａ）中の仮想線で示したガイド突出片１６０参照）、上述したように外側巻き部分Ｃｏが半径方向にスライドする際に、外側巻き部分Ｃｏの上端部Ｃｏｕが前記ガイド突出片１６０の下面１６０ｕに接触し続けるおそれがあり、擦れによる音が発生し易くなる。

これに対して、前記ガイド突出片１６の下面１６ｕを、上述したテ―パ形状で形成することで、外側巻き部分Ｃｏが半径方向にスライドする際に、該外側巻き部分Ｃｏの上端部Ｃｏｕがガイド突出片１６の下面１６ｕに擦れることがなく耳障りな音が発生することを大幅に抑制することができ、静粛な運転を実現することができる。

さらに、ガイド突出片１６は、フラットケーブルＣがロテータ１３に接触することを阻止し、該ガイド突出片１６自体に対する接触面積も極力、小さくすることができるため、フラットケーブルＣの磨耗による損傷を防ぐことができる。

しかも、ガイド突出片１６は、下面がテーパ状に傾斜したシンプルな鍔状であるため、コストがかからず、容易に構成することができ、例えば、成形などにより大量生産することも可能である。

この発明の構成と、上述した実施形態との対応において、回転コネクタ装置は、ステアリングロールコネクタ１０に対応し、以下同様に、
外周付近で巻き回した前記ケーブルは、外側巻き部分Ｃｏに対応し、
ケーブルは、フレキシブルフラットケーブルＣに対応するものとする。

本発明は、上述した実施形態に限定せず、様々な実施形態で構成することができる。

１０…ステアリングロールコネクタ
１２…ステータ
１３…ロテータ
１５…外周筒部
１５ｉ…内側外周筒部
１６…ガイド突出片
１６ｕ…ガイド片の下面
２２…内周筒部
Ｃ…フラットケーブル
Ｃｏ…外側巻き部分

Claims (1)

1. 内周筒部、及び天板を備えたロテータと、外周筒部を備えたステータとを構成し、
   前記ステータと前記ロテータとを、互いに相対回転自在に一体に構成し、
   前記ステータと前記ロテータとの内部に、該ロテータ側と該ステータ側とを電気的に接続するケーブルを巻き回した状態で収容する収容空間を構成した回転コネクタ装置であって、
   前記ケーブルをガイドするガイド突出片を、
   前記内周筒部と前記外周筒部とのうち、前記外周筒部のみに配置するとともに、前記外周筒部の上部において、前記収容空間の外周付近で巻き回した前記ケーブルを上方からガイド可能に、前記ケーブルよりも上方で前記収容空間に向けて突出して形成し、
   前記ガイド突出片の下面を、該ガイド突出片の突出方向へ沿って徐々に上方へ変形する形状で形成し、
   前記外周筒部を、外側外周筒部と、該外側外周筒部よりも小径である内側外周筒部とで構成し、
   前記外側外周筒部と前記内側外周筒部とを互いに半径方向において隙間を有して対向するよう同心円状に配置し、且つ、前記外側外周筒部を前記天板の外周縁部よりも半径方向の外側に配置するとともに、前記内側外周筒部を天板の外周縁部よりも半径方向の内側に配置して構成し、
   前記外側外周筒部を、
   前記天板と前記内側外周筒部の上端との隙間を半径方向の外側から覆う高さを有して前記内側外周筒部よりも上方に突出して形成した
   回転コネクタ装置。

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