JP6373134B2 - 回転コネクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングホイールが取り付けられるまで中立状態を維持する回転コネクタ装置に関する。

従来から、例えば自動車のステアリング側と車体側とのように、回転側と固定側を電気的に接続するための回転コネクタ装置が知られている。回転コネクタ装置は、一般的には、回転側の部材であるロテータと、固定側の部材であるステータと、フレキシブルフラットケーブルと、を備える。フレキシブルフラットケーブルは、ロテータとステータによって形成される空間に配置される。フレキシブルフラットケーブルは、一方向に巻かれた後、巻かれる方向をＵ字状に反転されて逆方向に巻かれた状態で回転コネクタ装置の内部に配置されている。

この構成により、フラットケーブルの長さに相当する分だけ、ロテータを一方向又は逆方向に回転させることが可能となる。ここで、回転コネクタ装置は、ロテータを一方向に回転できる回数と、逆方向に回転できる回数と、が等しくなる状態で自動車に取り付ける必要がある。なお、以下の説明では、このときのロテータの位置を中立位置と称し、このときの状態を中立状態と称する。ここで、特許文献１及び２は、ロテータの位置が中立位置を維持するための構成について開示する。

特許文献１の回転コネクタ装置では、ステータに挿入孔が形成されるとともにロテータに係止凹部が形成されている。回転コネクタ装置が備える固定ピンは、挿入孔及び係止凹部の両方に係合することで、ステータとロテータの間の相対回転をロックすることができる。回転コネクタ装置をステアリングに取り付けた後は、固定ピンを根元で折り取ることで、ステータに対してロテータを回転させることが可能となる。

特許文献２の回転コネクタ装置は、ロック体を備える。ロック体は、ステアリングの挿入方向に移動することで、ステータとロテータの間の相対回転をロックするロック位置と、相対回転のロックを解除するロック解除位置と、が切り替わる。ロック体は戻しバネによりロック位置へ付勢されている。ステアリングホイールのボス部が挿入されることで、前記ロック体がロック解除位置へ移動する。これにより、ステータに対してロテータを回転させることが可能となる。

特許文献３の回転コネクタ装置は、ロテータ（内側ケース）の内周部にロック機構が設けられている。ロック機構は、回転可能に構成されたＡ字状の回転部材を備えており、当該回転部材には、内筒部係止部及びステアリングボス接触部が形成されている。ロック機構の近傍において、ロテータの内周部とステータ（外側ケース）の底部にはそれぞれ切欠きが形成されている。内筒部係止部が両方の切欠きに入り込むことでステータとロテータの間の相対回転がロックされる。ステアリングホイールのボス部が挿入されると、当該ボス部がステアリングボス接触部を押圧することで内筒部係止部が回転してステータの切欠きから外れ、ステータに対してロテータを回転させることが可能となる。

特開２０１０−１２９２８５号公報 特開２０１０−１２９１８７号公報 特開２００９−８１０２９号公報

しかし、特許文献１の回転コネクタ装置をステアリングに取り付ける際には、固定ピンを折り取る作業が必要となるとともに、折り取った固定ピンを回収及び廃棄する作業が必要となる。従って、回転コネクタ装置の取付コストが高くなる。また、固定ピンには、作業者が折取る際に把持するための環状の部分が形成されていることもあり、比較的大型となる。従って、回転コネクタ装置の製造コストが高くなる。更に、固定ピンを備える構成では、固定ピンを折り取ってから取り付けるまでにロテータとステータが相対回転してしまい、中立位置から外れた状態で回転コネクタ装置がステアリングに取り付けられることがある。この場合、ステアリングを回転させた際にフレキシブルフラットケーブルが断線する可能性がある。

また、特許文献２の回転コネクタ装置は、ステアリングを挿入するだけでロックが解除されるので廃棄物は発生しない。しかし、ステアリングの挿入に応じてロック体を傾きなく均等に上下させる機構が必要となる。具体的には、ステアリングのボス部に対して比較的広い面積で接触する部材を設ける必要があるとともに、この部材と同程度の大きさの戻しバネが必要となる。従って、回転コネクタ装置の製造コストが高くなる。

また、特許文献３の回転コネクタ装置は、ロック状態において内部筒係止部とステアリングボス接触部の両方がロテータの内周面に位置しているため、挿入されたボス部がステアリングボス接触部以外に接触し、回転部材が破損する可能性がある。また、一般的に、ロテータの内周面には、スリーブやボス部がスナップフィットにより係合される。特許文献３ではロテータの内周面にロック機構が設けられるため、スリーブやボス部をロテータに取り付ける際に、係合部材がロック機構と接触して破損することが考えられる。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、ステアリングへの取付前の中立状態を簡単な構成で維持しつつ、簡単な作業で車体へ取付可能な回転コネクタ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の回転コネクタ装置が提供される。即ち、この回転コネクタ装置は、固定部材と、第１回転部材と、ケーブルと、第２回転部材と、を備える。前記固定部材は、ステアリングホイールの一部が挿入される挿入孔が形成されており、当該挿入孔の径方向外側に凹んだ係止凹部が形成されている。前記第１回転部材は、前記固定部材に対して相対回転可能に取り付けられ、ステアリングホイールとともに回転する。前記ケーブルは、前記固定部材と前記第１回転部材で覆われる空間に配置される。前記第２回転部材は、前記固定部材に対して相対回転不能になるようにロック可能であるとともに当該ロックを解除可能なロック部材を有し、当該ロックを解除した状態において前記第１回転部材とともに回転する。前記ロック部材は、ロック側端部と、当該ロック側端部の反対側に位置する解除側端部と、を有している。ロック状態において、前記ロック側端部は前記係止凹部に入り込むように配置され、前記解除側端部は前記ロック側端部よりも内側に位置するように配置されている。前記挿入孔に挿入された前記ステアリングホイールが前記解除側端部を押圧することで前記ロック側端部が前記係止凹部から外れる。前記ロック部材は真っ直ぐな長尺状の部材である。前記ロック部材の前記ロック側端部は、前記解除側端部よりも、前記ステアリングホイールの挿入方向の上流側に位置する。

これにより、ロック部材はロック側端部と解除側端部を有していれば良いので、簡単かつ小型な部材でロック部材を構成することができる。従って、回転コネクタ装置の製造コストを低減することができる。また、ステアリングホイールを差し込むだけでロック（中立状態）を解除できるので、取付作業を簡単にすることができる。また、解除側端部を下方に押圧するだけで、ロック部材を回転させるようにしてロック側端部を係止凹部から外すことができる。従って、ロック部材の構成を一層単純にすることができる。

前記の回転コネクタ装置においては、前記ロック部材は、前記ロック側端部が前記係止凹部に入り込む方向に付勢されていることが好ましい。

これにより、ロック部材によって中立状態を確実に維持することができる。

前記の回転コネクタ装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記固定部材には、前記係止凹部が１つだけ形成される。前記第２回転部材は、前記ロック部材を１つだけ有する。

これにより、係止凹部及びロック部材に係るコストを最小限に抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る回転コネクタ装置の斜視図。 回転コネクタ装置の分解斜視図。 ステアリングホイールが挿入される前の回転コネクタ装置の一部断面図。 ステアリングホイールが挿入された後の回転コネクタ装置の一部断面図。

次に、図面を参照して本発明の実施形態の回転コネクタ装置１を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る回転コネクタ装置１の斜視図である。図２は、回転コネクタ装置１の分解斜視図である。

回転コネクタ装置１は、図１に示すように、自動車のステアリングホイール（ハンドル）１００のボス部１０１に接続される。回転コネクタ装置１は、ステアリング側（回転側）と車体側（固定側）とを電気的に接続する。

図２に示すように、回転コネクタ装置１は、ロテータ１０と、ステータ２０と、フレキシブルフラットケーブル３０と、スリーブ４０と、を備える。以下の説明では、回転コネクタ装置１のうちステアリングホイール１００側を「上側」と称し、その反対側を「下側」と称することがある。なお、「上側」は、ステアリングホイール１００の挿入後において、ステアリングホイール１００の操作部が位置する側と表現することもできる。

ロテータ１０は、ステータ２０に対して相対回転可能に取り付けられており、ステータ２０とともにフレキシブルフラットケーブル３０を覆う。また、ロテータ１０は、ステアリングホイール１００及びスリーブ４０とともに回転するように、ステアリングホイール１００及びスリーブ４０と係合している。図２に示すようにロテータ１０は、上面部１１と、円筒部１５と、を備えている。

上面部１１は、ロテータ１０の上面を構成する略円板状の部分である。上面部１１の中央には、ステアリングホイール１００及び図略のステアリングシャフトが挿入される貫通孔が形成されている。

円筒部１５は、この貫通孔の内壁面を構成している。円筒部１５の内壁部には、ステアリングホイール１００のボス部１０１に係合可能なボス部係合部１６と、スリーブ４０に係合可能なスリーブ係合部１７と、が形成されている。

また、上面部１１には、回転側コネクタ１３が配置されている。回転側コネクタ１３は、フレキシブルフラットケーブル３０の一端と、ステアリング側（回転側）の部材（例えばホーンスイッチ、エアバッグモジュール、及びステアリングホイールスイッチユニット）から延びる電線と、を接続する。

ステータ２０は、ロテータ１０の下方に配置され、ロテータ１０とともにフレキシブルフラットケーブル３０を覆う。また、ステータ２０は、車体側の適宜の部材、例えばコンビネーションスイッチ（図略）に固定されている。ステータ２０は、ロテータ１０及びステアリングホイール１００等の回転側の部材に対して相対回転可能である。図３に示すようにステータ２０は、底面部２１と、円筒部２５と、を備えている。

底面部２１は、ステアリングホイール１００の挿入方向と垂直な平面であり、ステータ２０の底面を構成する略円板状の部材である。ステータ２０の中央には、ステアリングホイール１００及びステアリングシャフが挿入される挿入孔２２が形成されている。挿入孔２２は、円筒部１５の内周面とともに、挿入されるボス部１０１をガイドする。挿入孔２２の一部には、当該挿入孔２２の径方向外側に凹んだ係止凹部２２ａが１つ形成されている。

円筒部２５は、ステータ２０の外周（側面）部を構成する円筒状の部材である。円筒部２５には、固定側コネクタ２６が配置されている。固定側コネクタ２６は、フレキシブルフラットケーブル３０の他端と、車体側（固定側）の部材（例えば電源及びＥＣＵ）から延びる電線と、を接続する。

フレキシブルフラットケーブル３０は、ロテータ１０とステータ２０で形成される環状の空間に配置されている。フレキシブルフラットケーブル３０は、この環状の空間内で一方向に巻かれた後、巻かれる方向をＵ字状に反転されて逆方向に巻かれている。この構成で、当該フレキシブルフラットケーブルの長さに対応する回数だけ、ロテータを時計回り又は反時計回りに回転させることができる。なお、この環状の空間には、ローラを複数配置しても良い。これらのローラを備えることで、フレキシブルフラットケーブル３０を環状の空間内で常に整列させた状態で保持することができる。

スリーブ４０は、ロテータ１０及びステータ２０の下方に配置されるとともに、ステアリングホイール１００及びロテータ１０とともに回転する部材である。図２に示すようにスリーブ４０は、ボス部接触部４１と、円筒部４５と、ロテータ係合部４６と、ロック部材４７と、付勢部材４８と、キャンセルカム４９と、を備える。

ボス部接触部４１は、ステアリングホイール１００の挿入方向と垂直な平面であり、スリーブ４０の一面を構成する略円板状の部材である。ボス部接触部４１は、挿入されたステアリングホイール１００のボス部１０１と接触する部分である。スリーブ４０の中央には、ステアリングシャフトが挿入される貫通孔が形成されている。

円筒部４５は、スリーブ４０の外周（側面）部を構成する円筒状の部材である。ロテータ係合部４６は、円筒部４５の上端から上側に延びるように複数形成された部分であり、ロテータ１０のスリーブ係合部１７と係合可能である。また、円筒部４５の内壁部には、ロック部材４７及び付勢部材４８が取り付けられている。ロック部材４７は、長尺状（棒状）の部材であり、上側（一側）の端部であるロック側端部４７ａと、下側（他側）の端部である解除側端部４７ｂと、を含んで構成されている。ロック部材４７を長尺状にすることで、挿入孔２２の内側への突出量を抑えることができる。

付勢部材４８は、ねじりバネ等の弾性部材で構成されており、ロック部材４７を回転させるように付勢する。具体的には、付勢部材４８は、ロック側端部４７ａが外側に向かう方向であって、かつ、解除側端部４７ｂが内側に向かう方向に、ロック部材４７を付勢する。

この構成により、回転コネクタ装置１を組み立てた際に、ロック側端部４７ａが係止凹部２２ａに入り込むことで、ステータ２０とスリーブ４０の間の相対回転、ひいては（回転側と固定側の間の相対回転）をロックすることができる。これにより、回転コネクタ装置１の組立後からステアリングへの取付けまでの間において、ロテータ１０を一方向に回転できる回数と、逆方向に回転できる回数と、が等しくなる状態（中立状態）を維持することができる。

また、スリーブ４０の下側の端部には、複数の切欠きが形成されている。この切欠きはキャンセルカム４９としての機能を有している。即ち、このキャンセルカム４９は、ステアリングホイール１００の回転が戻った時（即ち自動車の右折又は左折が完了した時）に、方向指示器を操作するターンレバーを元に戻す。

次に、ロック部材４７による相対回転のロックが解除されるときの様子を説明する。図３は、ステアリングホイール１００が挿入される前の回転コネクタ装置１の一部断面図である。図４は、ステアリングホイール１００が挿入された後の回転コネクタ装置１の一部断面図である。

図３に示すように、ステアリングホイール１００が挿入される前は、上述したようにロック側端部４７ａが係止凹部２２ａに入り込んでいるため、相対回転がロックされている。この状態において、解除側端部４７ｂは、ロック側端部４７ａよりも内側（換言すればステアリングホイール１００のボス部１０１の挿入予定領域）に位置している。

そして、図４に示すようにステアリングホイール１００を挿入することで、ステアリングホイール１００のボス部１０１が解除側端部４７ｂと接触し、当該解除側端部４７ｂを下側へ押圧する。ロック部材４７は回転可能に構成されるとともに、下流側に向かうに連れて内側に位置するように傾斜して配置されている。

従って、ボス部１０１が解除側端部４７ｂを押圧することで、ロック部材４７を付勢向きとは反対方向へ回転させることができる。ロック部材４７が回転することで、ロック側端部４７ａが内側に（挿入孔２２の軸に近づくように）移動して係止凹部２２ａから外れる。以上により、ステアリングホイール１００を挿入するだけで、ロック部材４７の相対回転のロックを解除することができる。また、ロック側端部４７ａが内側に移動することで、この端部が外側に移動する特許文献３と異なり、回転側の部材に切欠きを形成する必要がない。

以上に説明したように、本実施形態の回転コネクタ装置１は、ステータ２０と、ロテータ１０と、フレキシブルフラットケーブル３０と、スリーブ４０と、を備える。ステータ２０は、ステアリングホイール１００の一部（ボス部１０１）が挿入される挿入孔２２が形成されており、当該挿入孔２２の径方向外側に凹んだ係止凹部２２ａが形成されている。ロテータ１０は、ステータ２０に対して相対回転可能に取り付けられ、ステアリングホイール１００とともに回転する。フレキシブルフラットケーブル３０は、ステータ２０とロテータ１０で覆われる空間に配置される。スリーブ４０は、ステータ２０に対して相対回転不能になるようにロック可能であるとともに当該ロックを解除可能なロック部材４７を有し、当該ロックを解除した状態においてロテータ１０とともに回転する。ロック部材４７は、ロック側端部４７ａと、当該ロック側端部４７ａの反対側に位置する解除側端部４７ｂと、を有している。ロック状態において、ロック側端部４７ａは係止凹部２２ａに入り込むように配置され、解除側端部４７ｂはロック側端部４７ａよりも内側に位置するように配置されている。挿入孔２２に挿入されたステアリングホイール１００が解除側端部４７ｂを押圧することでロック側端部４７ａが係止凹部２２ａから外れる。

これにより、ロック部材４７はロック側端部４７ａと解除側端部４７ｂを有していれば良いので、簡単かつ小型な部材でロック部材４７を構成することができる。従って、回転コネクタ装置１の製造コストを低減することができる。また、ステアリングホイール１００を差し込むだけでロック（中立状態）を解除できるので、取付作業を簡単にすることができる。なお、本実施形態ではロック部材４７がスリーブ４０に設けられるため、特許文献３と異なり、ロテータ係合部４６がロック部材４７と接触することがない。

また、本実施形態の回転コネクタ装置１において、ロック部材４７は長尺状の部材である。ロック部材４７のロック側端部４７ａは、解除側端部４７ｂよりも、ステアリングホイール１００の挿入方向の上流側（上側）に位置する。

これにより、解除側端部４７ｂを下方に押圧するだけで、ロック部材４７を回転させるようにしてロック側端部４７ａを係止凹部から外すことができる。従って、ロック部材４７の構成を一層単純にすることができる。

また、本実施形態の回転コネクタ装置１においては、ロック部材４７は、ロック側端部４７ａが係止凹部２２ａに入り込む方向に付勢されている。

これにより、ロック部材４７によって中立状態を確実に維持することができる。

また、本実施形態の回転コネクタ装置１においては、ステータ２０には、係止凹部２２ａが１つだけ形成される。スリーブ４０は、ロック部材４７を１つだけ有する。

これにより、係止凹部及びロック部材４７に係るコストを最小限に抑えることができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態では、係止凹部２２ａが１箇所に形成されるとともに、ロック部材４７を１つだけ備える構成であるが、係止凹部２２ａが複数箇所に形成されており、ロック部材４７を複数備える構成であっても良い。

回転コネクタ装置１が備えるフレキシブルフラットケーブル３０の数及び巻かれる方向は任意であり、適宜変更することができる。また、フレキシブルフラットケーブル３０の形状も任意である。

ステータ２０は、単一の部材であっても良いし、２つ以上の部材から構成されていても良い。

上記実施形態で示した回転コネクタ装置１を構成する各部、特にロック部材４７の形状、配置、及び取付方法は一例であり、適宜変更することができる。例えば、付勢部材４８を用いずに弾性変形等を用いてロック側端部４７ａを係止凹部２２ａに嵌め込む構成であっても良い。

本発明の回転コネクタ装置は、自動車用のステアリングだけでなく、別の車両のステアリングに取り付けることができる。

１ 回転コネクタ装置
１０ ロテータ（第１回転部材）
２０ ステータ（固定部材）
２２ 挿入孔
２２ａ 係止凹部
３０ フレキシブルフラットケーブル（ケーブル）
４０ スリーブ（第２回転部材）
４７ ロック部材
４７ａ ロック側端部
４７ｂ 解除側端部
４８ 付勢部材

Claims (3)

1. ステアリングホイールの一部が挿入される挿入孔が形成されており、当該挿入孔の径方向外側に凹んだ係止凹部が形成されている固定部材と、
   前記固定部材に対して相対回転可能に取り付けられ、ステアリングホイールとともに回転する第１回転部材と、
   前記固定部材と前記第１回転部材で覆われる空間に配置されるケーブルと、
   前記固定部材に対して相対回転不能になるようにロック可能であるとともに当該ロックを解除可能なロック部材を有し、当該ロックを解除した状態において前記第１回転部材とともに回転する第２回転部材と、
   を備え、
   前記ロック部材は、ロック側端部と、当該ロック側端部の反対側に位置する解除側端部と、を有しており、
   ロック状態において、前記ロック側端部は前記係止凹部に入り込むように配置され、前記解除側端部は前記ロック側端部よりも内側に位置するように配置されており、
   前記挿入孔に挿入された前記ステアリングホイールが前記解除側端部を押圧することで前記ロック側端部が前記係止凹部から外れ、
   前記ロック部材は真っ直ぐな長尺状の部材であり、
   前記ロック部材の前記ロック側端部は、前記解除側端部よりも、前記ステアリングホイールの挿入方向の上流側に位置することを特徴とする回転コネクタ装置。
2. 請求項１に記載の回転コネクタ装置であって、
   前記ロック部材は、前記ロック側端部が前記係止凹部に入り込む方向に付勢されていることを特徴とする回転コネクタ装置。
3. 請求項１又は２に記載の回転コネクタ装置であって、
   前記固定部材には、前記係止凹部が１つだけ形成され、
   前記第２回転部材は、前記ロック部材を１つだけ有することを特徴とする回転コネクタ装置。

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