JP6605337B2 - 回転コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、固定側ハウジングと可動側ハウジングとの間で電気信号を伝送するための回転コネクタに関し、特に回転コネクタの内部への水の浸入を防ぐ防水対策が施された回転コネクタに関するものである。

従来より、自動車において、ステアリングホイール側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が知られている。

回転コネクタは、車体側に取り付けられる固定側ハウジングと、この固定側ハウジングに対して回転自在となるようにステアリングシャフトに組み付けられる可動側ハウジングと、上記各ハウジング間に形成された環状の空間部内に収納され、上記各ハウジングに設けられたコネクタ部間を電気的に接続するケーブルとを備えている。

上記構成の回転コネクタは、自動車のステアリングホイールに装着されたエアーバック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。

特許文献１には、回転コネクタに防塵対策を施した技術が開示されている。この回転コネクタは、回転カバーに取り付けられた回転筒の外周面と、固定カバーに取り付けられた底部カバーの孔部の内周縁とに密着して防塵用のリングプレートを配設したものであり、上記回転筒と上記底部カバーとの間から塵や摩耗紛やグリス等が回転コネクタの内部へ侵入することを防ぐ構造となっている。

特開２００７−２２０５０５号公報

ところで、回転コネクタは、可動側ハウジングに車両の室内に配置されている金属製のステアリングシャフトを挿通し、固定側ハウジングを車体側に装着することにより使用される。
寒冷地において、自動車を走行させるためにエンジンを始動させたとき、車両の室内は暖房で温まり、室内は低温環境から高温環境に移行する。
室内が低温環境から高温環境に移行したときに上記ステアリングシャフトには結露が発生する。上記ステアリングシャフトに結露が発生すると、その結露水は例えば上記ステアリングシャフトと上記可動側ハウジングの嵌合部分から上記可動側ハウジングの表面に滴下し、その結露水が上記可動側ハウジングの表面に溜まり易くなる。

上記可動側ハウジングの上面に結露水が溜まると、その結露水は、上記可動側ハウジングの上面に形成されている穴等から回転コネクタの内部に侵入し、回転コネクタの内部に組み込まれているケーブルとコネクタ部との接続部分に到達し、電気回路が短絡する恐れがあることが問題となっていた。

特許文献１に開示された技術においては、回転コネクタの内部への塵や摩耗紛やグリス等の侵入を防ぐことはできるが、結露水の回転コネクタの内部への浸入を防ぐことができない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動側ハウジングの表面に水が滴下した場合であっても、滴下した水が可動側ハウジングの表面に溜まる前に水を可動側ハウジングの外部に排出することができ、回転コネクタの内部への水の浸入を防ぐ回転コネクタを提供することにある。

本発明に係る回転コネクタは、環状の固定側ハウジングと、前記固定側ハウジングと相対的に回転自在に組み付けられ中心部にステアリングシャフトが挿通される環状の可動側ハウジングと、前記固定側ハウジングと前記可動側ハウジングとの間に形成された環状空間部に組み込まれ前記固定側ハウジングに設けられた固定側コネクタ部と前記可動側ハウジングに設けられた可動側コネクタ部との間を電気的に接続するケーブルと、を有し、前記可動側ハウジングの下部領域に位置する表面部側に、前記可動側コネクタ部を構成する外部コネクタ嵌合部が突設され、前記下部領域は、前記固定側ハウジングを車体側に装着し、前記可動側ハウジングの前記中心部に前記ステアリングシャフトを挿通させ、かつ、前記可動側ハウジングが前記固定側ハウジングに対して中立位置にある状態において、前記可動側ハウジングの前記ステアリングシャフトより下側の領域であり、前記可動側ハウジングの前記下部領域に位置する表面部側には、前記可動側ハウジングの表面に滴下した水が前記環状空間部内へ侵入することを防ぐ防水手段が設けられており、前記外部コネクタ嵌合部は、前記可動側ハウジングの前記下部領域に位置する表面部側にそれぞれ突設された第１嵌合部と第２嵌合部とに区画されており、前記第１嵌合部は、前記状態において上方を向く上面を持ち、前記防水手段は、前記第１嵌合部の前記上面に形成され、前記上面に滴下した水が前記第２嵌合部側に移動することを防ぐ溝部又は壁部を含む。

好適には、前記溝部又は前記壁部は、前記第１嵌合部の前記上面を、前記第２嵌合部に隣接する部分と前記第２嵌合部に隣接しない部分とに分割する。

好適には、前記溝部又は前記壁部は、前記第１嵌合部の前記上面において、前記可動側ハウジングの回転方向に対して直角となる方向に形成される。

好適には、前記溝部又は前記壁部は、前記第１嵌合部の前記上面から前記可動側ハウジングの表面に亘り形成されている。

本発明に係る回転コネクタは、環状の固定側ハウジングと、前記固定側ハウジングと相対的に回転自在に組み付けられ中心部にステアリングシャフトが挿通される環状の可動側ハウジングと、前記固定側ハウジングと前記可動側ハウジングとの間に形成された環状空間部に組み込まれ前記固定側ハウジングに設けられた固定側コネクタ部と前記可動側ハウジングに設けられた可動側コネクタ部との間を電気的に接続するケーブルと、を有し、前記可動側ハウジングの下部領域に位置する表面部側に、前記可動側コネクタ部を構成する外部コネクタ嵌合部が突設され、前記下部領域は、前記固定側ハウジングを車体側に装着し、前記可動側ハウジングの前記中心部に前記ステアリングシャフトを挿通させ、かつ、前記可動側ハウジングが前記固定側ハウジングに対して中立位置にある状態において、前記可動側ハウジングの前記ステアリングシャフトより下側の領域であり、前記可動側ハウジングの前記下部領域に位置する表面部側には、前記可動側ハウジングの表面に滴下した水が前記環状空間部内へ侵入することを防ぐ防水手段が設けられており、前記外部コネクタ嵌合部は、前記状態において上方を向く上面を持ち、前記防水手段は、前記可動側ハウジングの表面においてテーパ状に傾いた斜面である案内部を含み、前記案内部は、前記可動側ハウジングの表面において、前記上面に隣接した前記外部コネクタ嵌合部の上部角部が位置する領域に設けられている。

本発明によれば、可動側ハウジングの表面に水が滴下した場合であっても、滴下した水が可動側ハウジングの表面に溜まる前に、水を可動側ハウジングの外部に排出することができ、回転コネクタの内部への水の浸入を防ぐ回転コネクタを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る回転コネクタの正面図である。 回転コネクタの一側面図である。 回転コネクタの外観を示す一部分解斜視図である。 回転コネクタの防水手段の部分を示す拡大斜視図である。 回転コネクタの防水手段の一要部を示す拡大斜視図である。 回転コネクタの防水手段の他の要部を示す拡大斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る回転コネクタを説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る回転コネクタの正面図である。図２は、本実施形態に係る回転コネクタの一側面図であり、回転コネクタをステアリングシャフトに装着した状態を示す図である。図３は、本実施形態に係る回転コネクタの外観を示す一部分解斜視図である。

回転コネクタ１は、自動車の操舵装置としてのステアリングシャフト５０側と車体側との間で電気信号を伝送するための接続装置である。
図１〜図３に示すように、回転コネクタ１は、車体側に固定されたステアリングコラム５１に取り付けられる環状の固定側ハウジング２と、固定側ハウジング２に回転自在に組み付けられステアリンコラム５１に内包されたステアリングシャフト５０が挿通される環状の可動側ハウジング３を備えている。

固定側ハウジング２は、合成樹脂からなる外筒部２Ａと、外筒部２Ａの外周縁に取り付けられた合成樹脂からなる環状底板部２Ｂと、環状底板部２Ｂに一体的に形成された脚部２Ｃを有している。脚部２Ｃが車体側のステアリングコラム５１に取り付けられることにより、固定側ハウジング２はステアリングコラム５１に固定される。
可動側ハウジング３は、合成樹脂からなる円盤状の上部ロータ部３Ａと、上部ロータ部３Ａに所定距離をおいて対向する合成樹脂からなる円盤状の下部ロータ部３Ｂと、上部ロータ部３Ａと下部ロータ部３Ｂの中央部分に設けられ各ロータ部３Ａ、３Ｂを連結する筒状の中間ロータ部３Ｃを有している。中間ロータ部３Ｃにステアリングシャフト５０を挿通させることにより、可動側ハウジング３はステアリングシャフト５０側に組みつけ固定される。可動側ハウジング３は固定側ハウジング２対して相対的に軸芯線を中心に正逆両方向（図１中矢印Ａ方向及びＢ方向）に回転操作される。

固定側ハウジング２と可動側ハウジング３の組み付けにより、各ハウジング２、３に囲まれた回転コネクタ１の内部には環状空間部４が形成される。この環状空間部４内には固定側ハウジング２と可動側ハウジング３との間で電気的導通を確保するためのケーブル５が収容されている。ケーブル５としては、例えば、可撓性を有するフラットケーブル５が用いられている。フラットケーブル５は、環状空間部４に渦巻状に巻回されて収容され、可動側ハウジング３の回転に従って固定側ハウジング２に対する可動側ハウジング３の中立位置（自動車を直進させる位置）からの巻締め又は巻戻しの回転に伴う動作が許容されるようになっている。

固定側ハウジング２を構成する外筒部２Ａには固定側コネクタ部６が外筒部２Ａの外周から外方に突出するように設けられている。
可動側ハウジング３を構成する上部ロータ部３Ａの背面側には可動側コネクタ部７を構成する可動側リードブロック７Ａが取り付けられている。

フラットケーブル５の一端は固定側コネクタ部６を構成する固定側リードブロック（図示は省略）に電気的に接続され、フラットケーブル５の他端は可動側コネクタ部７の可動側リードブロック７Ａに電気的に接続されている。
固定側ハウジング２を車体側に装着し、可動側ハウジング３の中間ロータ部３Ｃにステアリングシャフト５０を挿通させステアリングハンドルを中立位置（自動車を直進走行させる位置）に維持した状態のとき、すなわち可動側ハウジング３が固定側ハウジング２に対して中立位置にあるとき、可動側ハウジング３の上部ロータ部３Ａの下部領域に位置する表面部側には、可動側コネクタ部７を構成する外部コネクタ嵌合部８が突設されている。
外部コネクタ嵌合部８には、エアバックシステムやホーンスイッチ回路等に接続されるケーブル接続用コネクタ部（図示は省略する）が嵌合される。外部コネクタ嵌合部８は第１嵌合部１０と第２嵌合部１１に区画されている。

可動側ハウジング３の上部ロータ部３Ａの上部側の表面には、可動側ハウジング３をステアリングシャフト５０側の所定位置に位置決め固定するための位置決めピン９が突設されている。

このような構成の回転コネクタ１は、図２に示すように、運転者の前方（図２中左方向）に所定角度（θ）を持って傾斜するようにステアリングコラム５１に取り付けられる。

可動側ハウジング３の上部ロータ部３Ａにおいて、第２嵌合部１１の近傍には可動側リードブロック７Ａが露出する開口部３ａが形成されている。開口部３ａは蓋体１２により開閉自在である。第２嵌合部１１には蓋体１２と一体に形成されたカバー部１３を備えている。
カバー部１３には第２嵌合部１１の本体に突設した係止部１１Ａに嵌合する開口部１３Ａが形成されており、係止部１１Ａと開口部１３Ａの嵌合により、蓋体１２とカバー部１３は上部ロータ部３Ａの開口部３ａを蓋締めする。なお、係止部１１Ａと開口部１３Ａの嵌合を解除することにより、上部ロータ部３Ａの開口部３ａを開口することができる。

可動側ハウジング３の表面部側には、可動側ハウジング３の上部ロータ部３Ａの表面に滴下した結露水が環状空間部４内へ侵入し、可動側コネクタ部７の可動側リードブロック７Ａに付着することによる電気回路の短絡を防ぐ防水手段が設けられている。

可動側ハウジング３の上部ロータ部３Ａにおいて、外部コネクタ嵌合部８の第１嵌合部１０の上部角部１０ａが位置する領域には防水手段を構成するテーパ状の案内部１４を有している。案内部１４は第１嵌合部１０の上面１０Ａに滴下された結露水を可動側ハウジング３の外部へ誘引する機能を有している。

また、第１嵌合部１０において、案内部１４と反対側の上面には、防水手段を構成する溝部１５が可動側ハウジング３の回転方向に対して直角となる方向に形成されている。溝部１５は第１嵌合部１０の上面１０Ａに滴下した結露水が第１嵌合部１０の上面１０Ａを伝わり可動側コネクタ部７の可動側リードブロック７Ａが設けられている方へ進行しないように防ぐ機能を有している。
なお、溝部１５は第１嵌合部１０の上面１０Ａから可動側ハウジング３の上部ロータ部３Ａの表面に亘り形成されている。

次に、図４〜図６を参照して、防水手段を構成する案内部１４及び溝部１５の作用について説明する。
図４は、回転コネクタの防水手段の部分を示す拡大斜視図であり、外部コネクタ嵌合部の部分を示す図である。図５は、回転コネクタの防水手段の一要部を示す拡大斜視図であり、防水手段を構成する案内部の部分を示す図である。図６は、回転コネクタの防水手段の他の要部を示す拡大斜視図であり、防水手段を構成する溝部の部分を示す図である。

回転コネクタ１は、車両の室内に配置されている金属製のステアリングシャフト５０を中間ロータ部３Ｃに挿通させることにより、ステアリングシャフト５０側に組み付けられる。
気温が低下する冬の季節等においては、自動車を走行させるためにエンジンを始動させたとき、車両の室内は暖房で温まり、室内は低温環境から高温環境に移行する。
車両の室内が低温環境から高温環境に移行したときにステアリングシャフト５０には結露が発生する。

ステアリングシャフト５０に結露が発生すると、その結露水は、例えば、図４中矢印Ｃに示すように、ステアリングシャフト５０と可動側ハウジング３の中間ロータ部３Ｃの接触部分から染み出し可動側ハウジング３の上部ロータ部３Ａの上面を伝わり第１嵌合部１０の上面１０Ａに滴下する。
第１嵌合部１０の上面１０Ａに結露水が滴下した場合、結露水は第１嵌合部１０の上面１０Ａに溜まることなく、図４中矢印Ｄに示すように、第１嵌合部１０の上面１０Ａを伝わり、案内部１４方向に移動し、図４中矢印Ｅに示すように、案内部１４から可動側ハウジング３の外部に排出される。すなわち、結露水はテーパ状に傾いた案内部１４により下流側に誘引されて表面張力が崩されることにより、溜まることなく可動側ハウジング３の外部に速やかに排出されることになる。

このように結露水が可動側ハウジング３の外部に排出されることにより、ステアリングシャフト５０に結露が発生し、結露水が可動側ハウジング３の上部ロータ部３Ａの表面に滴下しても、結露水が上部ロータ部３Ａに形成されている穴等から回転コネクタ１の内部に侵入し、結露水が回転コネクタ１の内部に組み込まれている可動側コネクタ部７の可動側リードブロック７Ａに到達することはなく、電気回路の短絡を防ぐことができる。

可動側ハウジング３は、図２に示すように、ステアリングシャフト５０に所定角度（θ）をもって前方に傾斜するように装着されているために、第１嵌合部１０の上面１０Ａに滴下した結露水は可動側ハウジング３の上部ロータ部３Ａの上面に溜まることなく、第１嵌合部１０の付け根に形成された縁部１７の方に寄せられ、縁部１７に沿って案内部１４方向に導かれる。したがって、結露水が第１嵌合部１０の入口１０ｂの方に移動することはなく、結露水をスムーズに案内部１４に移動させることができる。

また、結露水は第１嵌合部１０の入口１０ｂの方に移動しないので、結露水が第１嵌合部１０の内部に入り込むことはなく、第１嵌合部１０に嵌合されるケーブル接続用コネクタ部との間の電気回路の短絡を防ぐことができる。

なお、外部コネクタ嵌合部８の第１嵌合部１０の上面１０Ａに滴下した結露水は、可動側ハウジング３を図１中矢印Ａ方向に回転操作することにより、案内部１４方向への移動が促進される。したがって、自動車を始動時暖気運転した後に、ハンドルを軽く回転させることにより、第１嵌合部１０の上面１０Ａに滴下した結露水を案内部１４の方に送り出すことができる。

また、外部コネクタ嵌合部８の第１嵌合部１０の上面１０Ａに滴下した結露水は、第１嵌合部１０の上面１０Ａに形成された溝部１５の部分で表面張力によって溜まる。したがって、結露水が溝部１５を越えて外部コネクタ嵌合部８の第２嵌合部１１側に移動することを防ぐことができる。

このように結露水が溝部１５の部分で留まることにより、ステアリングシャフト５０に結露が発生し、結露水が第１嵌合部１０の上面１０Ａに滴下しても、結露水が第１嵌合部１０と第２嵌合部１１のカバー部１３との間の隙間１８や可動側ハウジング３の上部ロータ部３Ａと第１嵌合部１０の蓋体１２との間の隙間１９から回転コネクタ１の内部に侵入し、結露水が回転コネクタ１の内部に組み込まれている可動側コネクタ部７の可動側リードブロック７Ａに到達することはなく、電気回路の短絡を防ぐことができる。

なお、外部コネクタ嵌合部８の第１嵌合部１０の上面１０Ａに形成されている溝部１５は上部ロータ部３Ａの表面に亘って形成されており、結露水が第１嵌合部１０の付け根の縁部１７に沿って第２嵌合部１１方向に移動してきても、結露水は溝部１５の部分で表面張力によって溜まる。したがって、結露水が溝部１５を越えて外部コネクタ嵌合部８の第２嵌合部１１側に移動することを防ぐことができる。

このように本実施形態に係る回転コネクタ１によれば、外部コネクタ嵌合部８の第１嵌合部１０の上面１０Ａに滴下した結露水が第１嵌合部１０の上面１０Ａに溜まる前に外部に排出することができ、結露水の回転コネクタ１の内部への浸入を防ぐことができる。したがって、結露水が回転コネクタ１の内部に組み込まれている可動側コネクタ部７の可動側リードブロック７Ａに到達することはなく、電気回路の短絡を防ぐことができる。

本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

上記の実施形態では、防水手段が、可動側ハウジング３の下部領域の上部ロータ部３Ａの表面及び外部コネクタ嵌合部８の第１嵌合部１０の上面１０Ａに設けられた場合を例示したが、本発明の防水手段は、可動側ハウジング３の表面側に設けられ、可動側ハウジング３の表面に滴下する結露水の回転コネクタ１の内部への侵入を防ぎ、可動側コネクタ部７の電気回路の短絡を防ぐ構成を有すればよい。

また、本発明の防水手段は、案内部１４と溝部１５のいずれか一方を有すればよく、可動側ハウジング３の表面に滴下する結露水の回転コネクタ１の内部への侵入を防ぎ、可動側コネクタ部７の電気回路の短絡を防ぐ機能を有すればよい。

また、本発明の防水手段は、溝部１５の代わりに壁部を設け、結露水の移動を壁部により堰止める構成のものであってもよい。

本発明は、結露水による電気回路の短絡を防ぐ必要がある車載用電気部品に適用可能である。

１・・・・・・・・・回転コネクタ
２・・・・・・・・・固定側ハウジング
３・・・・・・・・・可動側ハウジング
３Ａ・・・・・・・・上部ロータ部
４・・・・・・・・・環状空間部
５・・・・・・・・・フラットケーブル
６・・・・・・・・・固定側コネクタ部
７・・・・・・・・・可動側コネクタ部
７Ａ・・・・・・・・可動側リードブロック
８・・・・・・・・・外部コネクタ嵌合部
１０・・・・・・・・第１嵌合部
１０Ａ・・・・・・・上面
１１・・・・・・・・第２嵌合部
１４・・・・・・・・案内部
１５・・・・・・・・溝部
１８、１９・・・・・隙間
５０・・・・・・・・ステアリングシャフト
５１・・・・・・・・ステアリングコラム

Claims (5)

1. 環状の固定側ハウジングと、
   前記固定側ハウジングと相対的に回転自在に組み付けられ中心部にステアリングシャフトが挿通される環状の可動側ハウジングと、
   前記固定側ハウジングと前記可動側ハウジングとの間に形成された環状空間部に組み込まれ前記固定側ハウジングに設けられた固定側コネクタ部と前記可動側ハウジングに設けられた可動側コネクタ部との間を電気的に接続するケーブルと、
   を有し、
   前記可動側ハウジングの下部領域に位置する表面部側に、前記可動側コネクタ部を構成する外部コネクタ嵌合部が突設され、
   前記下部領域は、前記固定側ハウジングを車体側に装着し、前記可動側ハウジングの前記中心部に前記ステアリングシャフトを挿通させ、かつ、前記可動側ハウジングが前記固定側ハウジングに対して中立位置にある状態において、前記可動側ハウジングの前記ステアリングシャフトより下側の領域であり、
   前記可動側ハウジングの前記下部領域に位置する表面部側には、前記可動側ハウジングの表面に滴下した水が前記環状空間部内へ侵入することを防ぐ防水手段が設けられており、
   前記外部コネクタ嵌合部は、前記可動側ハウジングの前記下部領域に位置する表面部側にそれぞれ突設された第１嵌合部と第２嵌合部とに区画されており、
   前記第１嵌合部は、前記状態において上方を向く上面を持ち、
   前記防水手段は、前記第１嵌合部の前記上面に形成され、前記上面に滴下した水が前記第２嵌合部側に移動することを防ぐ溝部又は壁部を含む、
   回転コネクタ。
2. 前記溝部又は前記壁部は、前記第１嵌合部の前記上面を、前記第２嵌合部に隣接する部分と前記第２嵌合部に隣接しない部分とに分割する、
   請求項１に記載の回転コネクタ。
3. 前記溝部又は前記壁部は、前記第１嵌合部の前記上面において、前記可動側ハウジングの回転方向に対して直角となる方向に形成される、
   請求項１または２に記載の回転コネクタ。
4. 前記溝部又は前記壁部は、前記第１嵌合部の前記上面から前記可動側ハウジングの表面に亘り形成されている、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転コネクタ。
5. 環状の固定側ハウジングと、
   前記固定側ハウジングと相対的に回転自在に組み付けられ中心部にステアリングシャフトが挿通される環状の可動側ハウジングと、
   前記固定側ハウジングと前記可動側ハウジングとの間に形成された環状空間部に組み込まれ前記固定側ハウジングに設けられた固定側コネクタ部と前記可動側ハウジングに設けられた可動側コネクタ部との間を電気的に接続するケーブルと、
   を有し、
   前記可動側ハウジングの下部領域に位置する表面部側に、前記可動側コネクタ部を構成する外部コネクタ嵌合部が突設され、
   前記下部領域は、前記固定側ハウジングを車体側に装着し、前記可動側ハウジングの前記中心部に前記ステアリングシャフトを挿通させ、かつ、前記可動側ハウジングが前記固定側ハウジングに対して中立位置にある状態において、前記可動側ハウジングの前記ステアリングシャフトより下側の領域であり、
   前記可動側ハウジングの前記下部領域に位置する表面部側には、前記可動側ハウジングの表面に滴下した水が前記環状空間部内へ侵入することを防ぐ防水手段が設けられており、
   前記外部コネクタ嵌合部は、前記状態において上方を向く上面を持ち、
   前記防水手段は、前記可動側ハウジングの表面においてテーパ状に傾いた斜面である案内部を含み、
   前記案内部は、前記可動側ハウジングの表面において、前記上面に隣接した前記外部コネクタ嵌合部の上部角部が位置する領域に設けられている、
   回転コネクタ。

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