JP5634806B2

JP5634806B2 - 給電装置

Info

Publication number: JP5634806B2
Application number: JP2010199563A
Authority: JP
Inventors: 康正長田; 直人木暮
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-09-07
Also published as: JP2012060724A

Description

本発明は、板状のばね部材の復元力でフラットワイヤハーネスをケース内に巻き取る構造の給電装置に関するものである。

従来、帯状のフラットワイヤハーネス（以下、フラットハーネスと言う）をケース内に板状のばね部材の付勢力で巻き取る構造の給電装置として、種々の形態のものが提案されている。

例えば、特許文献１には、略円形のケースの中心の軸部のスリットに帯板状のばね部材の基端部を挿入固定し、帯状のフラットハーネスの内側面に沿ってばね部材を配置してケース内にフラットハーネスを螺旋状に巻き取る構造の給電装置が記載されている。

また、特許文献２には、略円形のケースの中心の軸部に複数枚の放射状のばね部材の基端部を固定し、螺旋状に巻かれた帯状のフラットハーネスの最内面に各ばね部材の先端部を押接させて、ケース内にフラットハーネスを巻き取った構造の給電装置が記載されている。

図５は、上記特許文献１に類似する構造の給電装置５１を示すものであり、略円形のケース５２の中心の軸部５３の外周寄りに略Ｌ字状のスリット５４を設け、板状のばね部材５５の基端部５６を略コの字状に折り曲げて、その先側のＬ字状部分５６ａをスリット５４に係合固定させて、ばね部材５５の不意な抜け出しを防止し、ばね部材５５の基端部５６に隣接して軸部５３内にフラットハーネス５７の基端部５８を深く挿入固定させ、ばね部材５５の基端部５８の元側のＬ字状部分５６ｂとＬ字状部分５６ｂに続く略ループ状のばね部分５５とで螺旋状のフラットハーネス５７の屈曲内面を支持させ、その状態でケース５２内にフラットハーネス５７が拡径して巻き取られ（引き込まれ）、その状態からフラットハーネス５７をばね部材５５の付勢に抗して縮径させつつ外部に引き出し可能としている。

特開２０１０−７４８７２号公報（図１）特開２０１０−１６９３９号公報（図１）

しかしながら、上記従来の図５に示す給電装置５１にあっては、ばね部材５５の基端部５６が略コの字状に折り曲げられて、特に元側のＬ字状部分５６ｂとばね部材５５の中間部分とが異なる屈曲半径（曲げアール）Ｒ１，Ｒ２でフラットハーネス（フラット回路体）５７に接触するために、フラットハーネス５７の引き込み時や引き出し時の拡縮動作が均一にスムーズに行われ難いという懸念があった。また、フラットハーネス５７の拡縮に際して、フラットハーネス５７の内面とばね部材５５の外面とが摺動摩擦を生じて、その抵抗によってフラットハーネス５７の拡縮動作がスムーズに行われ難いという懸念があった。

また、ケース５２の軸部５３においてフラットハーネス５７の基端部５８の近傍でフラットハーネス５７の屈曲内側面に沿ってばね部材５５の基端部５６が軸部５３に固定される構造であるために、軸部５３にばね部材５５の基端部５６を固定した後、フラットハーネス５７の基端部５８を固定するというように、ばね部材５５とフラットハーネス５７の組付順が制限されてしまい、ばね部材５５の付勢力に逆らってフラットハーネス５７をケース５２内に組み付ける作業が面倒であるという懸念があった。

本発明は、上記した点に鑑み、ばね部材の屈曲半径の相違や、ばね部材とフラット回路体との摩擦抵抗に起因して、フラット回路体の引き込み時や引き出し時に拡縮動作がスムーズに行われないことを解消し、それに加えて、ケース内にフラット回路体をばね部材の付勢に逆らって組み付けるという作業性の悪さを解消することのできる給電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る給電装置は、ケースの基板部に軸部が立設され、該軸部に基端部を固定したフラット回路体が該ケース内に巻回され、板状のばね部材の基端側に小軸部が配設され、該小軸部をスライド自在に係合させるスライド支持部が該基板部に設けられ、該ばね部材が該フラット回路体の屈曲内側面に沿って配置されたことを特徴とする。

上記構成により、フラット回路体をばね付勢に抗してケースから引き出したり、ばね力でケース内に引き込んだりする際に、ばね部材の基端の小軸部がケースのスライド支持部に沿ってスライド移動しつつ、ばね部材がフラット回路体と一体に周方向のずれなく径方向に拡縮する。これにより、ばね部材とフラット回路体との摺動摩擦抵抗が低減され、フラット回路体の引き出しや引き込みが小さな力でスムーズ且つ確実に行われる。また、従来のようにばね部材の基端部が折り曲げられた状態でケースの軸部に固定されることがないから、ばね部材がほぼ一定の屈曲半径でフラット回路体の屈曲内側面に押接して、フラット回路体を均一に拡縮させる。スライド支持部は長形のスライド支持溝やスライド支持孔であることがフラット回路体やばね部材との干渉を避ける上で好ましい。

また、ケース内でフラット回路体が軸部の回路体固定側の部分から径方向に離間しつつ螺旋状に導出され、フラット回路体と軸部との間の比較的広いスペースにスライド支持部が位置し、ケース内にフラット回路体が組み付けられた後、比較的広いスペースを利用してスライド支持部に小軸部を係合させつつばね部材がケース内に組み付けられる。

請求項２に係る給電装置は、請求項１記載の給電装置において、前記小軸部を有する可動部材が前記ばね部材の基端部に装着され、該可動部材が前記フラット回路体の屈曲内側面に沿って配置されたことを特徴とする。

上記構成により、小軸部と一体に可動部材がスライド支持部に沿って基板部上を移動（進退）する。小軸部はスライド支持部にスライド係合し、可動部材はスライド支持部の上を移動する。可動部材はばね部材よりも厚肉であるので、基板部上に沿うばね部材の基端部の移動が傾倒なくスムーズに行われる。

請求項３に係る給電装置は、請求項１又は２記載の給電装置において、前記スライド支持部が円弧状に形成されたことを特徴とする。

上記構成により、ケース内で軸部を支点として螺旋状のフラット回路体が拡径ないし縮径する際に、フラット回路体の拡縮動作に合わせた方向に円弧状に延びるスライド支持部に沿ってばね部材の基端部がスムーズに移動し、ばね部材とフラット回路体との周方向のずれ（摺動摩擦）が一層確実に防止される。円弧状のスライド支持部は直線状のスライド支持部に較べて長さが長く（始点と終点の位置は同じである）、小軸部の移動距離が長く、小軸部が長い時間をかけて移動する。

請求項１記載の発明によれば、ケースの軸部にばね部材の基端部を固定しないことで、ばね部材の屈曲半径をほぼ一定に規定して、フラット回路体の引き込み時や引き出し時における拡縮動作を均一にスムーズに行わせることができる。また、フラット回路体の拡縮動作に伴って、ばね部材の基端部をフラット回路体と一体に周方向に移動させることで、フラット回路体とばね部材との摺動摩擦抵抗を軽減させて、小さな力でフラット回路体の引き込みや引き出しを引っ掛かりなくスムーズに行わせることができる。これらにより、フラット回路体による常時給電の信頼性を高めることができる。

また、ケース内にフラット回路体を組み付けた後、軸部とフラット回路体との間の比較的広いスペースを利用して基端側の小軸部をスライド支持部に係合させつつばね部材を組み付けることができ、ばね部材の付勢に抗してフラット回路体を組み付ける面倒を解消して、給電装置の組立作業性を高めることができる。

請求項２記載の発明によれば、可動部材を介して小軸部をばね部材にしっかりと固定させることができ、スライド支持部からの小軸部の不意な外れを防止して、フラット回路体と一体にばね部材の移動をスムーズ且つ確実に行わせることができる。

請求項３記載の発明によれば、軸部を支点としたフラット回路体の拡縮動作に合わせた円弧状のスライド支持部に沿ってばね部材の基端部をフラット回路体と同じ方向に移動させることで、フラット回路体とばね部材との摺動摩擦抵抗を一層確実に軽減させることができる。

本発明に係る給電装置の一実施形態を示す分解斜視図である。給電装置のばね部材の基端にキャップを装着した状態を示す正面図である。ケース内にフラットハーネスを巻き取った状態を示す平面図である。ケースからフラットハーネスを引き出した状態を示す平面図である。従来の給電装置の一形態を示す平面図である。

図１〜図４は、本発明に係る給電装置の一実施形態を示すものである。

図１の如く、この給電装置１は、基板部２の中心に軸部３を立設し、軸部３にフラットハーネス（フラット回路体）４の基端部５に対する固定用のスリット孔（固定部）６（図３）を設け、ばね部材７の基端部８に装着される合成樹脂製のキャップ（可動部材）９に対するスライド支持溝（スライド支持部）１０を基板部２に設けた合成樹脂製の略円形のケース１１と、基端部５を軸部３のスリット孔６に挿入固定させ、先端部１２を外部に導出させた状態で、ケース１１内に螺旋状に収容される帯板状のフラットハーネス４と、基端部８をキャップ９内に挿入した状態で基板部２のスライド支持溝１０にスライド自在に係合させ、外周面７ａをフラットハーネス４の内周面４ａに接触させた金属製の板状のばね部材７とで構成されるものである。

ケース１１は、ロアケース１１ａとアッパケース１１ｂ（鎖線で示す）で構成され、ロアケース１１ａの水平な基板部（底壁）２に軸部３が垂直に立設固定され、軸部３の近傍で基板部２に円弧状（湾曲状）のスライド支持溝１０が設けられている。基板部２の外周下部に略環状の低い周壁１３が一体に設けられ、周壁１３の一部に、フラットハーネス４の基端部５に続く固定側接続部分（図示せず）を導出する水平な開口１４が設けられている。

アッパケース１１ｂの垂直な周壁１５には、フラットハーネス４の可動側部分１２を導出させる開口（図示せず）が設けられ、アッパケース１１ｂの水平な天壁１６に軸部３の小径上部３ａを挿通させる孔部１７が設けられている。天壁１６の内面は、小径上部３ａに続く水平な段部３ｂで支持される。

天壁１６の内面にキャップ９の幅狭な上端面９ａが軽く（若干の隙間を存して）接し、基板部２の上面にキャップ９の下端面９ｂがスライド自在に摺接し、図２にも示すキャップ９の下側に突設された円柱状のピン部（小軸部）１８が基板部２のスライド支持溝１０にスライド自在に係合する。

スライド支持溝１０の一端１０ａは軸部３の直近に位置し、他端１０ｂは軸部３から径方向外側に離間して基板部２の外周寄りに位置し、スライド支持溝１０の円弧状の屈曲内側面１０ｃと屈曲外側面１０ｄとは一端１０ａから他端１０ｂにかけて略円筒状の軸部３の外周面と略同じ屈曲方向に（内向きに）湾曲し且つ軸部３の外周面よりも大きな屈曲半径で湾曲し、スライド支持溝１０の一端１０ａと他端１０ｂとは半円状に形成されている。スライド支持溝１０内の長形の空間は一端１０ａから他端１０ｂにかけてピン部１８を移動させる経路となっている。

軸部３の外周面（符号３で代用）は図３の如く段差状に切欠され（段差部を符号１９で示す）、その切欠部分２０で軸部３が部分的に小径化され、切欠部分２０がスリット孔６に続き、スリット孔６から切欠部分２０に沿ってフラットハーネス４の基端側部分２１が配索され、基端側部分２１はスリット孔６内の基端部５にほぼ直交して（ほぼ直角に屈曲して）続き、基端側部分２１の厚みは段差部１９の厚みとほぼ同じである。

スリット孔６は軸部３の下端から上向きに切欠形成され、軸部３の下側に水平なリブ２２（図３）が設けられ、例えばリブ２２で、フラットハーネス４の基端部５に続く固定側接続部分（図示せず）が支持され、リブ２２は樹脂成形金型の関係で基板部２とは別体のブラケット２３（図１）に一体に設けられ、基板部２と一体のブラケット２４と共に例えば自動車の車両ボディ等に固定され、フラットハーネス４はスライドドア等の可動部位に向けて配索される。図１の基板部２に設けられた径方向の幅広のスリット２５は、下方からフラットハーネス４の基端部５をスリット孔６に挿入させるためのものである。

図３の如く軸部３のスリット孔６や段差部１９とは略１８０°反対側にスライド支持溝１０が配置されている。スライド支持溝１０の一端１０ａすなわち軸部３に近い側の端部は、軸部３の中心を通るフラットハーネス４の基端部５を境に軸部３の一側部３ｃの略接線方向に位置し、スライド支持溝１０の他端１０ｂすなわち軸部３から遠い側の端部は、軸部３の他側部３ｄの略接線方向に位置している。スライド支持溝１０はフラットハーネス４の周方向と径方向との略中間の方向すなわち周方向を向く仮想の矢印Ｘと径方向を向く仮想の矢印Ｙとの概ねベクトルの方向に傾斜して位置している。図１，図３のスライド支持溝１０内の矢印Ａはピン部１８の移動方向を示している。

図１でフラットハーネス４の基端部５は便宜上斜めに切断して示しているが、実際には下向きに直交して折り曲げられて固定側接続部分（図示せず）に続いている。フラットハーネス４は基端部５に続く基端側部分２１を含む一巻き目と二巻き目の各巻き部４₁，４₂と、二巻き目の巻き部４₂に続く短い三巻き目の部分４₃とそれに続く導出側の真直部分１２とで構成され、真直部分１２の長さは給電側までの距離等に応じて適宜設定される。フラットハーネス４は表裏（内外）の絶縁シートの間に銅箔等の導体部（図示せず）を複数並列に配索して、厚み方向の可撓性を有する既存のものである。

ばね部材７はばね鋼等を材料としてフラットハーネス４よりも薄く形成され、自由状態で拡径して不完全環状（一周以下）の略ループ状をなす。ばね部材７の板幅はフラットハーネス４の板幅と同程度である。ばね部材７の基端部８に孔部２６が設けられ、基端部８がキャップ９内に挿入された際に、キャップ９内の突起（図示せず）が孔部２６に係合してキャップ９が係止される。

キャップ９は、フラットハーネス４の厚みと同程度の厚みで矩形状に形成され、ばね部材７の基端部８を挿入するスリット孔２７と、図２にも示す如くばね部材７の挿入方向とは直交する方向の下端面９ｂのキャップ先端９ｃ寄りの位置に突設された一本の断面円形のピン部１８とを有する。ピン部１８の外径はキャップ９の厚みよりも大きく、例えばピン部１８はキャップ９と同じ厚みの矩形状の基部１８ａでキャップ９に一体に連結固定されている。

図３は、ばね部材７の拡径方向の付勢力でフラットハーネス４をケース１１内に引き込んだ（巻き取った）状態を示すものである。

ばね部材７は自由状態に近い形態に一周弱の巻き数で略ループ状に拡径し、ばね部材７の基端部８を挿入したキャップ９のピン部１８がケース１１のスライド支持溝１０の先端（他端）１０ｂすなわち軸部３から遠く離間した側の端部に位置し、キャップ９は、ピン部１８を有する基端９ｃ側を除いてスライド支持溝１０よりも径方向外側に位置し、スライド支持溝１０とキャップ９との間にピン部１８を支点とした開き角θをなし、キャップ９の細長の下端面９ｂ（図２）はケース１１の基板部２の上面に接している。

キャップ９に続く（キャップ９から導出された）ばね部材部分７は軸部３を中心として概ね同程度の略均一な半径で滑らかに屈曲しつつ、フラットハーネス４の軸部３寄りの一巻き目の部分４₁から二巻き目の部分４₂にかけて一周弱の範囲で各巻き部４₁，４₂の内面４ａに接してフラットハーネス４を径方向外向きに付勢している。

ばね部材７の基端部８すなわちキャップ９はフラットハーネス４の基端部５から時計回りに１８０°弱の位置で一巻き目（最内周）の部分４₁に接し、ばね部材７の先端部２８は二巻き目の始点すなわちスリット部２５から時計回りに概ね１／３周の位置で二巻き目の部分４₂に接している。ばね部材７の先端２８はキャップ９の基端９ｃよりも少し径方向外側においてキャップ９の基端９ｃに近接して位置している。

フラットハーネス４は軸部３内の基端部５を始点として軸部３の外面から略接線方向に突出しつつ時計回りに螺旋状に巻回して、三巻き目（三周目）の部分（最外周の部分）４₃が略９０°の範囲で巻回しつつ接線方向にケース１１の開口から外部に導出されている。一巻き目４₁の部分が固定部６からほぼ１８０°の位置でキャップ９の基端９ｃで軸部３から径方向に遠く離れて支持されることで、一巻き目４₁の後半部分と二巻き目４₂とがケース１１の外周寄りに近接して大径に拡径されて位置する。

フラットハーネス４の下端とばね部材７の下端とはケース１１の基板部２の上面で安定に支持される。ケース１１内でのフラットハーネス４の巻き数は給電側までの距離すなわち必要な余長吸収長さに応じて適宜設定される。

図４は、フラットハーネス４をばね部材７の拡径方向の付勢力に抗してケース１１から外部に引き出した状態を示すものである。

図３の状態からばね部材７がフラットハーネス４と共に縮径し、それに伴ってばね部材７の基端側のキャップ９のピン部１８がケース１１のスライド支持溝１０に沿って略時計回りにスライド移動してスライド支持溝１０の基端（一端）１０ａすなわち軸部３に近い側の端部に位置する。

キャップ９は基板部２の上面に沿って摺接しつつスライド支持溝１０の略延長線状に位置して、キャップ９の径方向内側面９ｄが軸部３の外周面に接し、キャップ９の径方向外側面９ｅの基端と先端とが、フラットハーネス４の基端部５を始点とした一巻き目の部分４₁の後半の屈曲内側面に接し、キャップ９に続くばね部材部分７は軸部３から径方向に少し離間しつつ、フラットハーネス４の一巻き目の部分４₁の後半から二巻き目の部分４₂の屈曲内側面に接し、さらに三巻き目の部分４₃の屈曲内側面に略９０°の範囲で弾性的に接している。ばね部材７はキャップ９を支点に時計回りに螺旋状に巻回している。

フラットハーネス４は、軸部３内の基端部５を始点として一巻き目４₁が軸部３から径方向に少し離間した状態で軸部３の周囲を時計回りに巻回し、二巻き目４₂は一巻き目４₁に接近しつつ略同心に巻回し、三巻き目の部分４₃が略９０°の範囲で二巻き目の部分４₂から径方向外側に離間しつつケース１１の開口２９から外側に導出されている。

図４のフラットハーネス４の引き出し状態からフラットハーネス４の引張力を解除することで、ばね部材７が復元力で拡径しつつケース１１内のフラットハーネス４を拡径して図３の引き込み状態となる。フラットハーネス４が自らの復元力でも拡径する場合は、ばね部材７がフラットハーネス４の引き込みを補助する。

フラットハーネス４の拡縮に際してばね部材７の基端部８がキャップ９と共にスライド支持溝１０に沿って移動（追従）することで、常に同じ箇所でばね部材７とフラットハーネス４とが接触する。これにより、ばね部材７とフラットハーネス４との周方向のずれ（摺動）とずれに伴う摩擦（摺動摩擦）の発生が抑止され、フラットハーネス４を拡径及び縮径させるに要する力すなわちフラットハーネス４の引き込み力と引き出し力が低減される。

また、図５の従来例に較べて、ばね部材７に異なる曲げＲが混在しないから（図５の従来例はＲ１とＲ２の曲げＲ（アール）が存在するが、本実施形態によれば曲げＲはＲ（図３）の一つであるので）、フラットハーネス４がスムーズ且つ均一に拡径（拡張）及び縮径される。ばね部材７はキャップ９で基端部８を固定され、キャップ９のピン部１８がスライド支持溝１０の一端１０ａ又は他端１０ｂに係合して、キャップ９が基板部２に係止されるので、ばね部材７がケース１１の外へ飛び出すことがない。

また、スライド支持溝１０が軸部３のハーネス固定部であるスリット孔６とは略１８０°方向に離れて配置されているので、フラットハーネス４をケース１１内に組み付けた後に、ばね部材７をケース１１内に組み付けることができ、ケース１１内にフラットハーネス４をばね部材７の付勢力に逆らって組み付ける必要がなく、組付作業性が向上し、組付作業工数が低減される。

上記給電装置１の適用例としては、例えば自動車のスライドドア内の補機側のワイヤハーネス（給電側の回路）にフラットハーネス４の可動側の端部１２をコネクタ接続し、フラットハーネス４の固定側の端部（図示せず）を電源側のワイヤハーネス（回路）にコネクタ接続し、給電装置１のケース１１を水平（横置き）に車両ボディのスライドドア開口部（乗降口）の下側に配置し、スライドドアの閉じ時にフラットハーネス４をケース１１内に引き込み、スライドドアの開き時にフラットハーネス４をケース１１から引き出させる。

また、他の例として、自動車のスライドシート内の補機側のワイヤハーネスにフラットハーネス４の可動側の端部１２をコネクタ接続し、フラットハーネス４の固定側の端部（図示せず）を車両ボディのフロア側（電源側）のワイヤハーネスにコネクタ接続し、給電装置１のケース１１をフロア内に垂直に縦置きし、例えばスライドシートの前進時にフラットハーネス４をケース１１内に引き込み、スライドシートの後退時にフラットハーネス４をケース１１から引き出させる。その他の例として、自動車の回動式のドアやバックドアやトランク等といった部位への給電にも適用可能である。

何れの場合においても、フラットハーネス４の引き込み時や引き出し時にばね部材７の基端部８が移動してばね部材７がフラットハーネス４に追従することで、ばね部材７とフラットハーネス４との摺動摩擦抵抗が軽減され、フラットハーネス４の引き込みや引き出しが小さな力でスムーズ且つ確実に行われ、且つばね部材７がほぼ全周（全長）に渡って均一な曲げアールＲ（図３）で拡縮するから、スライドドアやスライドシート等といった可動体の操作性が低下することがない。

なお、上記実施形態においては、スライド支持部としてスライド支持溝１０を用いたが、スライド支持溝１０に代えて長孔状のスライド支持孔を用いることも可能である。また、スライド支持溝１０を円弧状に形成したが、円弧状に代えて傾斜直線状ないし「く」の字状とすることも可能である。

また、ばね部材７の基端部８を可動させる可動部材ないし保持部材としてキャップ９すなわち基端部８を収容する部材を用いたが、キャップ９に代えて基端部８の外面又は内面に装着固定される矩形状の板部材（図示せず）を用いることも可能である。また、キャップ９を用いずに、ばね部材７の基端部に円筒状のピン部（小軸部）（１８）を一体に設ける（例えば基端部８から下方に延長突出させた不図示の板片を丸めて円筒状にする）ことも可能である。

本発明に係る給電装置は、フラットハーネスをばね部材の付勢力でケース内に巻き取ったりばね部材の付勢に抗してケース外に引き出したりする際におけるばね部材とフラットハーネスとの摩擦抵抗を低減させて、小さな力で省エネルギにフラットハーネスの余長吸収を行わせるために利用することができる。

１給電装置
２基板部
３軸部
４フラットハーネス（フラット回路体）
５基端部
７ばね部材
８基端部
９キャップ（可動部材）
１０スライド支持溝（スライド支持部）
１１ケース
１８ピン部（小軸部）

Claims

ケースの基板部に軸部が立設され、該軸部に基端部を固定したフラット回路体が該ケース内に巻回され、板状のばね部材の基端側に小軸部が配設され、該小軸部をスライド自在に係合させるスライド支持部が該基板部に設けられ、該ばね部材が該フラット回路体の屈曲内側面に沿って配置されたことを特徴とする給電装置。
前記小軸部を有する可動部材が前記ばね部材の基端部に装着され、該可動部材が前記フラット回路体の屈曲内側面に沿って配置されたことを特徴とする請求項１記載の給電装置。
前記スライド支持部が円弧状に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の給電装置。