JP5395687B2

JP5395687B2 - 回転コネクタ

Info

Publication number: JP5395687B2
Application number: JP2010010189A
Authority: JP
Inventors: 俊晃朝倉
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2030-01-20
Also published as: JP2011148366A

Description

本発明は、可動側ハウジングと固定側ハウジング間の環状空間内に収納された可撓性ケーブルを介して、自動車のステアリングホイールに備えられた電気装置と車体側に備えられた電気装置とを電気的に接続する回転コネクタに係り、特に、３枚以上の可撓性ケーブルが収納されている回転コネクタに関するものである。

回転コネクタは、回動自在に連結された固定側ハウジングおよび可動側ハウジングと、これら両ハウジング間に画成される環状空間内に収納・巻回された可撓性ケーブル（フラットケーブル）とで概略構成されている。この可撓性ケーブルは、その両端部が両ハウジングに固定されて外部回路と電気的に接続される。また、可動側ハウジングを固定側ハウジングに対して正逆いずれかの方向へ回転させると、その回転方向に応じて可撓性ケーブルが環状空間内で巻き締めあるいは巻き戻され、いずれの状態においても両ハウジング間の電気的接続が可撓性ケーブルを介して維持されるようになっている。

このように概略構成された回転コネクタは、固定側ハウジングをステアリングコラム等のステータ部材に固定すると共に可動側ハウジングをステアリングホイール側に連結した状態で自動車のステアリング装置に組み付けられる。そして、ステアリングホイールに装着されたエアーバッグシステムやホーン回路、各種操作スイッチ等の電気的接続手段として使用される。

このような回転コネクタにおいて、従来より、可動側ハウジングの内筒部の外周面に沿って配置される可撓性ケーブルの一端部近傍を、ケーブル保持具（固定具）を用いて、可動側ハウジングの内筒部の外周面とケーブル保持具との間に拘持できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このものは、可動側ハウジングを固定側ハウジングに組み付ける前の段階で、ケーブル保持具をスナップ結合などの固定手段を用いて可動側ハウジングに取り付けることにより、内筒部の外周面とケーブル保持具との間に可撓性ケーブルの一端部近傍を拘持できるようにしている。

実開昭６３−１４３８８２号公報

ところで近年、ステアリングホイールに装着された操作スイッチによって操作可能な車体側の電気装置（電子機器を含む）の種類が増大する傾向にあり、それに伴って回転コネクタに収納される可撓性ケーブルの枚数が増えているため、可動側ハウジングに複数のケーブル保持具を取り付けなければならない場合が生じている。すなわち、３枚以上の可撓性ケーブルの各一端部近傍を可動側ハウジングの内筒部外周との間に拘持するためには、最低でも２つ以上のケーブル保持具を可動側ハウジングに取り付ける必要があり、その場合、部品点数が増えて可動側ハウジングに各ケーブル保持具を組み付ける作業が増えるので、前述した従来の回転コネクタでは組立性が悪化するという問題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、可動側ハウジングに固定される可撓性ケーブルが３枚以上であっても、部品点数を増やすことなく且つ組立性良く各可撓性ケーブルの一端部近傍を可動側ハウジングの内筒部外周とケーブル保持部材との間に拘持できる回転コネクタを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、外筒部と該外筒部の下部開放端を中央部を除いて覆う底板とを有する固定側ハウジングと、前記外筒部の上部開放端を中央部を除いて覆う天板部と該天板部の内周縁から下方へ延設された内筒部とを有して前記固定側ハウジングに回動自在に連結された可動側ハウジングと、前記両ハウジングによって画成される環状空間内に巻き締めおよび巻き戻し可能に収納されて両端部が前記各ハウジングに固定された少なくとも３枚の可撓性ケーブルと、前記内筒部の内周面側に連結されて一部が前記底板の下面に対向するロータスナップと、前記内筒部の外周面に沿って配置される前記各可撓性ケーブルの一端部近傍を該内筒部の外周面との間に拘持するケーブル保持部材とを備えた回転コネクタにおいて、前記ケーブル保持部材が、周方向に離隔した位置でそれぞれが前記内筒部の外周面に対向する複数の保持壁部と、これら保持壁部の上縁部から径方向外側へ延出して前記天板部に係止される複数の取付壁部と、前記各保持壁部の下縁部を連結する環状のリング部とを有する一体成形品からなり、前記各保持壁部と前記内筒部との間にそれぞれ相異なる前記可撓性ケーブルの一端部近傍を拘持すると共に、前記リング部を前記内筒部と前記底板との間に介設するようにした。

このように構成された回転コネクタでは、ケーブル保持部材の各保持壁部と内筒部の外周面との間に１枚または２枚の可撓性ケーブルの一端部近傍を挟み込んで拘持することができるため、部品点数を増やすことなく且つ組立性良く各可撓性ケーブルの一端部近傍を可動側ハウジングの内筒部外周とケーブル保持部材との間に拘持できる。また、この回転コネクタは、ケーブル保持部材が一体成形品であるためリング部と各保持壁部および各取付壁部との相対位置を高精度に規定でき、可動側ハウジングに対するケーブル保持部材の取付位置精度を高めやすい。

上記の構成において、ケーブル保持部材が、軸線に対して略対称に形成された一対の保持壁部と、同じく軸線に対して略対称に形成された一対の取付壁部とを有すると共に、可動側ハウジングへの導出位置を互いに異にした４枚の可撓性ケーブルが環状空間内に収納されており、このうち２枚の可撓性ケーブルの各一端部近傍が一方の保持壁部と内筒部との間に拘持され、残り２枚の可撓性ケーブルの各一端部近傍が他方の保持壁部と内筒部との間に拘持されていると、ケーブル保持部材を単純でバランスの良い形状に形成できるため、可動側ハウジングに対するケーブル保持部材の取付位置精度を一層高めやすくなる。また、１つのケーブル保持部材を用いて４枚の可撓性ケーブルの各一端部を内筒部に固定できるため、多回路化に好適で信頼性の高い回転コネクタを少ない部品点数で実現することができる。

また、上記の構成において、回転コネクタの各構成部品のうち、底板と可動側ハウジングとが第１の樹脂材料からなる成形品であると共に、外筒部とロータスナップおよびケーブル保持部材が第１の樹脂材料と異種の第２の樹脂材料からなる成形品であると、リング部を底板に対して円滑に摺動させることができるため、可動側ハウジングの回転時に摺動音等の異音が発生しにくくなる。すなわち、選択可能な樹脂材料が限られている場合には、可動側ハウジングと底板を同種材料にすると共に、可動側ハウジングとは異種材料のケーブル保持部材のリング部をスペーサとして機能させれば、限られた樹脂材料を好適に選択することができる。

本発明の回転コネクタによれば、リング部と複数の保持壁部と複数の取付壁部とを有する一体成形品のケーブル保持部材を可動側ハウジングに取り付け、各保持壁部と内筒部の外周面との間にそれぞれ相異なる可撓性ケーブルの一端部近傍を拘持しているため、１つのケーブル保持部材を用いて３枚以上の可撓性ケーブルの各一端部を内筒部に確実に固定することができる。それゆえ、この回転コネクタは、多回路化に好適であるのみならず、部品点数を増やすことなく且つ組立性良く各可撓性ケーブルの一端部近傍を可動側ハウジングの内筒部外周とケーブル保持部材との間に拘持できる。

本発明の実施形態例に係る回転コネクタの縦断面図である。図１のＡ部拡大図である。該回転コネクタの可動側ハウジングに対するケーブル保持部材の取付構造を説明するための分解斜視図である。該ケーブル保持部材の外観図である。該回転コネクタを可動側ハウジングおよびケーブル保持部材を図示省略して示す横断面図である。

以下、本発明の実施形態例に係る回転コネクタについて図１〜図５を参照しつつ説明する。この回転コネクタは、図１や図５に示すように、固定側ハウジングである外筒部１および底板２と、可動側ハウジングであるロータ３と、ロータ３の脱落を防止しているロータスナップ４と、両ハウジング間の環状空間Ｓ内に巻き締めおよび巻き戻し可能に収納された４枚の可撓性ケーブル（フラットケーブル）５と、これら可撓性ケーブル５の各一端部近傍、すなわち各可撓性ケーブル５のロータ３への巻き始めとなる部分を、後述する内筒部３２の外周面との間に拘持するためにロータ３に取り付けられたケーブル保持部材６と、環状空間Ｓ内に回動自在に配置されたローラホルダ７と、このローラホルダ７に回動自在に取り付けられた複数のローラ８とによって主に構成されている。なお、これら各部材のうち、可撓性ケーブル５は複数本の箔状導体を絶縁性フィルムでラミネートしてなる公知のものであり、他の部材は絶縁性の樹脂材料からなる成形品である。

外筒部１はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなる成形品である。この外筒部１は上部開放端１ａおよび下部開放端１ｂを有する円筒状に形成されている。外筒部１の外周面の下部には、ステアリングコラム等のステータ部材に固定するための取付ボス１１と、車体側の電気装置に接続された図示せぬ外部コネクタを装着するためのコネクタ取付部１２とが突設されている。

底板２はポリアセタール（ＰＯＭ）からなる成形品である。この底板２は、外筒部１の下部開放端１ｂを中央部を除いて覆うカバーとして形成されており、底板２の外周部が外筒部１の下縁部に嵌合してスナップ結合等で固定されている。

ロータ３はポリアセタールからなる成形品である。このロータ３は、外筒部１の上部開放端１ａを中央部を除いて覆う天板部３１と、この天板部３１の内周縁から下方へ延設された内筒部３２とを有し、天板部３１がステアリングホイールと連結されるようになっている。天板部３１の上面側には、ステアリングホイール側の電気装置に接続された図示せぬ外部コネクタを装着するためのコネクタ取付部３３が２箇所に突設されている。各コネクタ取付部３３には、２枚の可撓性ケーブル５の一端が電気的に導出されている（図示省略）。なお、図３に示すように、それらの可撓性ケーブル５は、その一端部近傍（すなわち内筒部３２への巻き初めとなる部分）が、内筒部３２の外周面に沿うように直角に折り曲げられてロータ３に巻き付くように配置される。そして、各可撓性ケーブル５がケーブル保持部材６によって内筒部３２の外周面との間に拘持される。図１や図３に示すように、天板部３１の下面側の外周部には環状凹部３４が形成されており、この環状凹部３４と外筒部１の上縁部とは比較的大きなクリアランスを存して対向している。また、天板部３１の下面側の環状凹部３４よりも径方向内側の領域には複数の第１係止爪３５が形成されている。これら第１係止爪３５はケーブル保持部材６の掛止部６５（図４参照）を係着（スナップ結合）させるためのものである。また、図１や図２に示すように、内筒部３２の内周面には周方向に所定の間隔を存して複数の第２係止爪３６が形成されており、内筒部３２の外周面の下端には凹段部３７が形成されている。第２係止爪３６はロータスナップ４の掛止部４１を係着させるためのものである。また、凹段部３７にはケーブル保持部材６のリング部６３が外挿されて係合しており、このリング部６３は底板２の内周部と摺動自在に対向している。

ロータスナップ４はポリブチレンテレフタレートからなる成形品である。このロータスナップ４は、図１において、下方より内筒部３２に挿入されて第２係止爪３６に係着される複数の掛止部４１と、底板２の内周部の下面と対向する円環状のプレート部４２と、下方へ延設されてステアリングシャフトが挿通される筒状部４３とを有する。そして、回転コネクタの組立時には、ケーブル保持部材６を取り付けたロータ３を固定側ハウジング（外筒部１および底板２）に組み付けた状態で、掛止部４１を底板２の下方から内筒部３２内へ挿入して第２係止爪３６に係着させることによって、ロータスナップ４をロータ３にスナップ結合させる。これにより、プレート部４２が底板２の下面に摺動自在に対向するため、ロータ３は軸線方向に位置規制されて固定側ハウジングに回動自在に連結された状態となる。また、これらロータ３と外筒部１と底板２とによって、可撓性ケーブル５やローラホルダ７等を収納する環状空間Ｓが画成される。

ケーブル保持部材６はポリブチレンテレフタレートからなる成形品である。図１に示すように、このケーブル保持部材６は、内筒部３２の外周面と対向する一対の保持壁部６１と、これら保持壁部６１の上縁部から径方向外側へ延出して天板部３１の下面と対向する一対の取付壁部６２と、各保持壁部６１の下縁部を連結している円環状のリング部６３とを有する。図１および図４に示すように、一対の保持壁部６１は軸線に対して略対称な位置関係に形成されており、各保持壁部６１の内周面側には可撓性ケーブル５を拘持するための押圧突起６４が複数箇所に形成されている。一対の取付壁部６２も軸線に対して略対称に形成されており、各取付壁部６２には複数の掛止部６５が上向きに突設されている。図３に示すように、これら掛止部６５を天板部３１の対応する第１係止爪３５に係着させることによってケーブル保持部材６は天板部３１にスナップ結合され、各保持壁部６１が内筒部３２の外周面の所定領域と対向すると共に、リング部６３が内筒部３２の凹段部３７に外挿されて係合するようになっている。すなわち、このケーブル保持部材６はスナップ結合によってロータ３に位置決め状態で取り付けられる。このように、ケーブル保持部材６をロータ３に取り付けることによって、４枚の可撓性ケーブル５の一端部近傍が一括して内筒部３２の外周面に固定（拘持）できる。また、図１に示すように、凹段部３７内のリング部６３が内筒部３２の下縁部と底板２の内周部との間でスペーサ機能を果たすため、このリング部６３によってロータ３は固定側ハウジング（外筒部１および底板２）に対して径方向に位置規制される。

環状空間Ｓ内に巻回・収納されている４枚の可撓性ケーブル５は、その一端がロータ３のコネクタ取付部３３へと電気的に導出されており、他端が外筒部１のコネクタ取付部１２へと電気的に導出されている。各可撓性ケーブル５は環状空間Ｓ内において所定のローラ８に巻き掛けられており、ロータ３の回転方向に応じて各可撓性ケーブル５が巻き締められたり巻き戻されたりする。回転コネクタを自動車のステアリング装置に組み付けると、ステアリングホイールに備えられた電気装置と車体側に備えられた電気装置との電気的接続が可撓性ケーブル５を介して保たれるようになっている。

ローラホルダ７はポリプロピレンからなる成形品である。このローラホルダ７は、図１および図５に示すように、円環状のベース板７１と、ベース板７１上に立設された複数のローラ保持部７２を有し、各ローラ保持部７２にローラ８が回動自在に取り付けられている。

本実施形態例に係る回転コネクタを組み立てる際には、まず、４枚の可撓性ケーブル５の一端側の各導体（不図示）と中間接続体９の接続端子９１とを接続すると共に、それら４枚の可撓性ケーブル５の他端側の各導体（不図示）と他の中間接続体（不図示）の接続端子とを接続する。そして、接続端子９１の一部（図３の紙面裏側）が各コネクタ取付部３３内に導出されるように、各中間接続体９を天板部３１の下面に取り付け、各可撓性ケーブル５の内筒部３２への巻き初めになる部分（一端部近傍）を直角に折り曲げて、ロータ３の内筒部３２の外周面に沿って各可撓性ケーブル５を巻き付ける。また、他の中間接続体の接続端子の一部がコネクタ取付部１２内に導出されるように、外筒部１に他の中間接続体を取り付ける。次に、ケーブル保持部材６をロータ３に取り付けることによって、各保持壁部６１と内筒部３２の外周面との間のそれぞれに２枚（計４枚）の可撓性ケーブル５の各一端部近傍を拘持する。これにより、４枚の可撓性ケーブル５の一端部近傍が内筒部３２に拘持された状態となる。次に、ロータ３の内筒部３２を外筒部１内に挿入して天板部３１で上部開放端１ａの中央部を除く領域を覆うと共に、外筒部１と内筒部３２との間の環状空間Ｓに各可撓性ケーブル５を収納する。そして、ローラ８が取り付けられたローラホルダ７を環状空間Ｓに組み込んで、所定のローラ８に各可撓性ケーブル５を巻き掛けした後、底板２を外筒部１に取り付けて一体化する。最後に、底板２の下方からロータスナップ４の掛止部４１を内筒部３２内へ挿入してロータスナップ４をロータ３にスナップ結合させる。これにより、ロータ３は軸線方向および径方向に位置規制された状態で固定側ハウジング（外筒部１および底板２）に回動自在に連結される。

以上説明したように、本実施形態例に係る回転コネクタは、ケーブル保持部材６の一対の保持壁部６１とロータ３の内筒部３２との間にそれぞれ２枚（計４枚）の可撓性ケーブル５の各一端部近傍を挟み込んで拘持しているため、１つのケーブル保持部材６を用いて４枚の可撓性ケーブル５の各一端部近傍、すなわちロータ３の内筒部３２への巻き初めとなる部分を内筒部３２に確実に拘持できる。それゆえ、この回転コネクタは、多回路化に好適であるのみならず、部品点数の増大や組立性の悪化を抑えつつ、ロータ３側に固定された４枚の可撓性ケーブル５の各一端部の断線や脱落を効果的に防止することができる。また、この回転コネクタは、ケーブル保持部材６が一体成形品であるためリング部６３と各保持壁部６１および各取付壁部６２の相対位置を高精度に規定でき、ロータ３に対するケーブル保持部材６の取付位置精度が高めやすい。

なお、本実施形態例に係る回転コネクタでは、ケーブル保持部材６の一対の保持壁部６１同士と一対の取付壁部６２同士がいずれも軸線に対して略対称な位置関係に形成されているため、ケーブル保持部材６の形状が単純でバランスも良く、この点からもロータ３に対するケーブル保持部材６の取付位置精度が高めやすい。

また、本実施形態例に係る回転コネクタでは、底板２とロータ３をポリアセタール（ＰＯＭ）からなる成形品にすると共に、外筒部１とロータスナップ４およびケーブル保持部材６を、ポリアセタールに対し摺動特性に優れたポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなる成形品としたので、リング部６３と底板２を円滑に摺動させることができて、ロータ３の回転時に摺動音等の異音か発生しにくい。また、専用のスペーサが不要なため、部品点数を増やさずに回転コネクタとして好適な限られた樹脂材料を選択できる。ただし、選択する樹脂の種類は本実施形態例に限定されるものではない。また、ロータ３に対するケーブル保持部材６の取付位置精度が高めやすいことから、リング部６３と底板２との間のクリアランスを狭く設定しておくことにより、ロータ３を径方向に精度良く位置規制することもできる。

なお、上記の実施形態例では、回転コネクタに収納する可撓性ケーブルの枚数が４枚の場合について説明したが、可撓性ケーブルが３枚または５枚以上の場合にも、本発明を適用することによって上記の実施形態例とほぼ同様の効果が得られる。ただし、可撓性ケーブルが５枚以上の場合には、ケーブル保持部材に３つ以上の保持壁部を周方向に分散して設けておくことが好ましい。

１外筒部（固定側ハウジング）
１ａ上部開放端
１ｂ下部開放端
２底板（固定側ハウジング）
３ロータ（可動側ハウジング）
４ロータスナップ
５可撓性ケーブル
６ケーブル保持部材
７ローラホルダ
８ローラ
９中間接続体
１２コネクタ取付部
３１天板部
３２内筒部
３３コネクタ取付部
３５第１係止爪
３６第２係止爪
３７凹段部
４１掛止部
４２プレート部
６１保持壁部
６２取付壁部
６３リング部
６５掛止部
９１接続端子
Ｓ環状空間

Claims

外筒部と該外筒部の下部開放端を中央部を除いて覆う底板とを有する固定側ハウジングと、前記外筒部の上部開放端を中央部を除いて覆う天板部と該天板部の内周縁から下方へ延設された内筒部とを有して前記固定側ハウジングに回動自在に連結された可動側ハウジングと、前記両ハウジングによって画成される環状空間内に巻き締めおよび巻き戻し可能に収納されて両端部が前記各ハウジングに固定された少なくとも３枚の可撓性ケーブルと、前記内筒部の内周面側に連結されて一部が前記底板の下面に対向するロータスナップと、前記内筒部の外周面に沿って配置される前記各可撓性ケーブルの一端部近傍を該内筒部の外周面との間に拘持するケーブル保持部材とを備えた回転コネクタであって、
前記ケーブル保持部材が、周方向に離隔した位置でそれぞれが前記内筒部の外周面に対向する複数の保持壁部と、これら保持壁部の上縁部から径方向外側へ延出して前記天板部に係止される複数の取付壁部と、前記各保持壁部の下縁部を連結する環状のリング部とを有する一体成形品からなり、前記各保持壁部と前記内筒部との間にそれぞれ相異なる前記可撓性ケーブルの一端部近傍を拘持すると共に、前記リング部を前記内筒部と前記底板との間に介設したことを特徴とする回転コネクタ。
請求項１の記載において、前記ケーブル保持部材が、軸線に対して略対称に形成された一対の前記保持壁部と、同じく軸線に対して略対称に形成された一対の前記取付壁部とを有すると共に、前記可動側ハウジングへの導出位置を互いに異にした４枚の前記可撓性ケーブルが前記環状空間内に収納されており、このうち２枚の可撓性ケーブルの各一端部近傍が一方の前記保持壁部と前記内筒部との間に拘持され、残り２枚の可撓性ケーブルの各一端部近傍が他方の前記保持壁部と前記内筒部との間に拘持されていることを特徴とする回転コネクタ。
請求項１または２の記載において、前記底板と前記可動側ハウジングとが第１の樹脂材料からなる成形品であると共に、前記外筒部と前記ロータスナップおよび前記ケーブル保持部材が前記第１の樹脂材料と異種の第２の樹脂材料からなる成形品であることを特徴とする回転コネクタ。