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

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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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