JPWO2017002970A1

JPWO2017002970A1 - ケーブルリール

Info

Publication number: JPWO2017002970A1
Application number: JP2017526456A
Authority: JP
Inventors: 晋也酒井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2018-04-19
Anticipated expiration: 2036-07-01
Also published as: JP6412649B2; US10286861B2; CN107735912B; US20180194303A1; MY181312A; WO2017002970A1; CN107735912A

Abstract

車両のステアリング装置等にケーブルリールを装着する際の作業効率を高める。そのため、ステータ部材（３０）と、ステータ部材（３０）に回動自在に連結されたロータ部材（２０）と、ステータ部材（３０）とロータ部材（２０）との間を電気的に接続する可撓性ケーブル（５０）と、ロータ部材（２０）のステータ部材（３０）に対する相対回転を防止するロック部材（４０）とを備え、ロック部材（４０）を、ステータ部材（３０）と、ロータ部材（２０）との間に配置した。

Description

本発明は、車両のステアリング装置等に用いて好適なケーブルリールに関する。

車両のステアリングホイールには、様々な電装品が装着され、これら電装品と車両本体の制御装置との間で信号や電力が入出力される。そこで、ステアリング装置には、ステアリングホイールの回動を許容しつつ電気的な接続を可能にするため、ケーブルリールが装着される。ケーブルリールは、車両のフレームに固定されるステータ部材と、ステアリング軸に結合されるロータ部材とを有する。ステータ部材とロータ部材は、それぞれコネクタを有しており、これらコネクタは可撓性を有するケーブルで接続され、このケーブルがケーブルリールの内部に収納される。ケーブルリールの可動範囲は、ステアリング装置の操舵範囲に合わせて、基準位置から左右にそれぞれ数回転程度であるため、ケーブルリールにステアリング装置を結合する以前の段階では、ステータ部材とロータ部材とを固定しておくことが望ましい。そこで、特許文献１には、ステータ部材とロータ部材とを固定するロック部材を設け、必要に応じて作業者がロック部材を破断できるようにする技術が開示されている。

特開２００９−２３８５８８号公報

しかし、特許文献１に開示された技術によれば、「作業者がロック部材を破断する」という作業が必要であり、さらに「破断したロック部材を捨てる」という作業も必要になり、作業が煩雑で、また注意を要するものであった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、作業効率を高めることができるケーブルリールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明のケーブルリールは、ステータ部材と、前記ステータ部材に回動自在に連結されたロータ部材と、前記ステータ部材と前記ロータ部材との間を電気的に接続する可撓性ケーブルと、前記ロータ部材の前記ステータ部材に対する相対回転を防止するロック部材とを備え、前記ロック部材は、前記ステータ部材と、前記ロータ部材との間に配置されていることを特徴とする。
ロック部材をステータ部材とロータ部材との間に設けたことにより、ロック部材がケーブルリールを車両等に装着する際の邪魔になることを防止でき、ロック部材をケーブルリールから取り外す手間を省くことができる。

また、好ましくは、前記ロック部材には、前記ロータ部材が回転方向に回転させられた場合に破断する脆弱部を設けるとよい。
これにより、脆弱部において、ロック部材を容易に破断させることができる。

また、好ましくは、前記ロック部材には、前記ステータ部材の周回方向に沿って配置され前記ステータ部材に係合する複数の係合部材を設けるとよい。
さらに、前記係合部材は、前記ステータ部材の周回方向に沿って等間隔に配置するとよい。
これにより、複数の係合部材によって、ロック部材とステータ部材との位置関係を安定して保持できる。

また、好ましくは、前記ロック部材は、前記脆弱部が破断した後に前記ステータ部材に残留するとともに前記係合部材を含む残留部を有し、前記ステータ部材は、前記係合部材に係合する爪部材を有し、前記爪部材は、前記係合部材と接触する箇所において、前記残留部が前記ロータ部材から離れる方向に力が生じるように、傾斜を形成するとよい。
これにより、脆弱部が破断した後、ロック部材をロータ部材から確実に引き離すことができる。

また、好ましくは、前記爪部材、前記係合部材および前記脆弱部は、前記脆弱部が破断する以前には、前記ロータ部材の回転軸に沿った方向に配置されているようにするとよい。
これにより、ロック部材に対し、脆弱部が存在していた箇所において、ロータ部材から離れる方向に付勢することができる。

本発明のケーブルリールによれば、作業効率を高めることができる。

本発明の一実施形態のケーブルリールの一部切欠斜視図である。（ａ）ステータ部材とロータ部材とを結合する前のケーブルリールの要部の斜視図、（ｂ）爪部材の斜視図、および（ｃ）係合部材の斜視図である。（ａ）ステータ部材とロータ部材とを結合した後のケーブルリールの要部の斜視図、（ｂ）爪部材と係合部材の斜視図、および（ｃ）爪部材と係合部材の断面図である。（ａ）使用状態におけるケーブルリールの要部の斜視図、（ｂ）爪部材と係合部材の斜視図、および（ｃ）爪部材と係合部材の断面図である。

［実施形態の構成］
本発明の一実施形態によるケーブルリールの構成を、図１に示す一部切欠斜視図を参照し説明する。
図１においてケーブルリールは、ロータ部材２０と、ステータ部材３０とを有している。なお、図１は、後記する脆弱部が破断されている状態であり、ロータ部材２０とステータ部材３０とが相対的に回動可能になっている。ロータ部材２０は、円環状に形成された円環部２１と、円環部２１の内周部分から前方に突出した円筒部２２とを有している。これにより、ロータ部材２０は、半径方向に切断したときの断面形状が略Ｌ字状になるように形成されている。また、円筒部２２の内周面には、前後方向に沿って、断面略台形状の突起２２ａが複数形成されている。

円筒部２２には、ステアリング装置（図示せず）の一部であるステアリング軸（図示せず）が挿通する。ステアリング軸には、突起２２ａに嵌合する複数の溝が形成されている。これにより、ロータ部材２０全体がステアリング軸に連動して回動する。円環部２１には、コネクタ２３と、円柱状に形成された位置決め部材２４とが後方に突出するように形成されている。位置決め部材２４はステアリング軸の所定箇所に係合することにより、ロータ部材２０とステアリング軸とを位置決めする。

ステータ部材３０は、ロータ部材２０の円筒部２２を囲むように円環状に形成された円環部３３と、円環部３３の内周部分から前方に突出し、ロータ部材２０の円筒部２２に摺動する小径円筒部３２とを有している。小径円筒部３２は、前端部分において内径方向に突出しており、これによってロータ部材２０の円筒部２２を係止する。また、円環部３３の外周部分からは後方に向かって、大径円筒部３１が突出している。これにより、ステータ部材３０は、半径方向に切断したときの断面形状が略クランク状になるように形成されている。また、ロータ部材２０とステータ部材３０との間には、断面が略矩形状の中空部Ａが形成されている。

ステータ部材３０の大径円筒部３１は、その前部分が肉厚部３１ａになっており、後部分が薄肉部３１ｂになっている。肉厚部３１ａにおいては、左右方向に矩形板状の一対のフランジ３４が突出している。フランジ３４は、ボルト等によって車両のフレーム（図示せず）に固定され、これによってステータ部材３０全体がフレームに固定される。また、肉厚部３１ａにおいては、上方向に突出するようにコネクタ３６が形成されている。

コネクタ２３，３６は、可撓性を有するフラットケーブル５０によって接続されている。フラットケーブル５０は、コネクタ２３から前方向に突出した後、直角に折れ曲がり、中空部Ａの内周に沿って反時計回りに延設され、しかる後に略半円状に撓みつつ折り返されている。さらに、フラットケーブル５０は、中空部Ａの外周に沿って時計回りに延設され、しかる後に直角に折れ曲がり、コネクタ３６に接続されている。なお、図１に示すフラットケーブル５０の形状は、ロータ部材２０が基準位置（ステアリング装置の操舵範囲の中央位置）にある場合の形状であり、ロータ部材２０が回動すると、フラットケーブル５０はロータ部材２０の動きに追従して変形する。

また、大径円筒部３１の薄肉部３１ｂの外周面には、略三角形板状の爪部材３５が半径方向に突出するように形成されている。図１において爪部材３５は１個のみ図示するが、爪部材３５は、薄肉部３１ｂの周回等分８箇所に形成されている。ロック部材であるストッパリング４０は、薄肉部３１ｂの外周を囲むように配置されており、前後方向に所定の幅を有するリング状に形成されたリング部４１と、リング部４１から矩形枠状に前方に突出し爪部材３５に係合する８個の係合部材４２とを有している。なお、本実施形態においては、ケーブルリールが実際に使用に供された後は、ストッパリング４０は特に役割を果たすわけではない。

［製造・装着手順］
ケーブルリールを製造する（組み立てる）にあたっては、ステータ部材３０とロータ部材２０とをそれぞれ製造し、図２（ａ）の斜視図に示すように、両者を対向させる。なお、以降の図においては、主としてストッパリング４０に関係する箇所のみを図示するので、図１に示したロータ部材２０の円筒部２２、フラットケーブル５０等は図示を省略する。図２（ａ）に示すように、ステータ部材３０とロータ部材２０とを結合していない状態では、ストッパリング４０は、脆弱部４３（図２（ｂ）参照）を介してロータ部材２０と一体になっている。

次に、爪部材３５の詳細形状を図２（ｂ）の斜視図に示す。上述したように、爪部材３５は略三角形板状に形成されるが、その頂点部分の前部は、薄肉部３１ｂの半径方向に沿って切り欠かれており、段差部３５ａが形成されている。また、係合部材４２付近におけるストッパリング４０の詳細形状を図２（ｃ）の斜視図に示す。上述したように、係合部材４２は、リング部４１から矩形枠状に前方に突出している。すなわち、係合部材４２は、四角柱状の一対の突出柱４２ａと、これら突出柱４２ａを前端で結合する係合柱４２ｂとを有している。

また、係合部材４２の後方において、ストッパリング４０のリング部４１と、ロータ部材２０の円環部２１とは、細い四角柱状の脆弱部４３を介して結合されている。この脆弱部４３の強度は、リング部４１、係合部材４２、円環部２１の強度よりも小さくなっている。従って、円環部２１と係合部材４２とに対して、相対的に周回方向に回転させる力が印加されると、脆弱部４３が破断するようになっている。

図２（ａ）に示すように、爪部材３５と係合部材４２とを対向させるように位置決めし、ロータ部材２０をステータ部材３０に嵌め合せると、両者の外観は図３（ａ）の斜視図に示すようになる。図３（ａ）において、各係合部材４２は、半径方向に押し広げられるように変形しつつ爪部材３５に係合している。従って、この状態においては、大径円筒部３１の周回等分８箇所において、係合部材４２、脆弱部４３および爪部材３５は、ロータ部材２０の回転軸に沿った方向に（図中における前後方向）に沿って配置されていることになる。

この状態における係合部材４２の付近の詳細を図３（ｂ）の斜視図に示す。図示のように、係合部材４２の係合柱４２ｂは、爪部材３５の段差部３５ａよりも前方に位置している。ここで、ストッパリング４０に対して後方に引き抜くような力が働いたとしても、係合柱４２ｂが段差部３５ａに係止されるため、ストッパリング４０は容易には脱落しないようになっている。また、図１に示したように、ロータ部材２０はステータ部材３０の小径円筒部３２に係止されているため、ストッパリング４０は図示の位置よりも前方向に動くこともない。

図３（ｂ）において、爪部材３５および係合柱４２ｂをステータ部材３０の半径方向に切断した断面図を図３（ｃ）に示す。係合部材４２は半径方向に押し広げられるように変形しているため、半径方向に力Ｆ₁が働く。一方、爪部材３５は、段差部３５ａから薄肉部３１ｂに至る区間は、前方に向かうほど半径が小さくなるように傾斜している。これにより、力Ｆ₁は、爪部材３５と係合柱４２ｂとの接触箇所において、爪部材３５の傾斜面に沿った接線成分Ｆ_1Hと、これに垂直な法線成分Ｆ_1Vとに分離され、この接線成分Ｆ_1Hによって係合柱４２ｂは、爪部材３５の表面に沿った方向（前方）に付勢される。

ケーブルリールは、図３（ａ）に示した状態のまま、車両に装着される。すなわち、ステータ部材３０は車両のフレームに装着され、ロータ部材２０はステアリング装置に装着される。その際、円筒部２２にはステアリング軸が挿通される。車両にステアリング装置を装着した後、作業者がステアリングホイールをやや強く回動させると、ステアリング軸を介してロータ部材２０に回動方向の力が印加され、脆弱部４３が破断し、ロータ部材２０とストッパリング４０とが分離される。これにより、ロータ部材２０とステータ部材３０のロック状態が解除される。図３（ｂ），（ｃ）において、脆弱部４３が破断すると、係合部材４２は力Ｆ₁の接線成分Ｆ_1Hによって、爪部材３５の傾斜面に摺動しつつ前方に移動し、やがて係合柱４２ｂは大径円筒部３１の肉厚部３１ａに衝合する。

この状態において、ケーブルリールの外観は、図４（ａ）の斜視図に示すようになる。上述したように、各係合部材４２は大径円筒部３１の肉厚部３１ａに衝合する位置まで移動している。この状態における係合部材４２の付近の詳細を図４（ｂ）の斜視図に示す。図３（ｂ）に示されていた脆弱部４３は、破断された結果、図４（ｂ）においては破断片２５，４５になっている。図４（ｂ）において、爪部材３５および係合柱４２ｂをステータ部材３０の半径方向に切断した断面図を図４（ｃ）に示す。

爪部材３５の各部の外径は、係合部材４２の内径よりも若干大きくなっている。従って、図４（ｃ）の状態においても、係合部材４２は、半径方向に若干押し広げられるように変形しているため、半径方向に力Ｆ₂が働く。この力Ｆ₂は、爪部材３５と係合柱４２ｂとの接触箇所において、爪部材３５の表面に沿った接線成分Ｆ_2Hと、これに垂直な法線成分Ｆ_2Vとに分離され、この接線成分Ｆ_2Hによって、係合柱４２ｂは、肉厚部３１ａに当接し続けるように前方に付勢され続ける。

仮に、車両の走行中に、図４（ｂ）に示す破断片２５，４５が接触すると、これによって異音が生じ、あるいはステアリングホイールの操舵に「引っ掛かり感」が生じることも起こり得る。しかし、本実施形態においては、上述したように、係合柱４２ｂは肉厚部３１ａに当接し続けるように前方に付勢され続けるので、破断片２５，４５の間に充分なクリアランスを確保でき、これらの接触を抑制することができる。

また、車両の走行中、振動によって大径円筒部３１とストッパリング４０とが相対的に動くと、両者の衝突によって異音が生じることも起こり得る。しかし、本実施形態においては、係合柱４２ｂは肉厚部３１ａに当接し続けるように前方に付勢され続けるので、大径円筒部３１とストッパリング４０との相対的な位置関係が保持され、振動による異音の発生も抑制することができる。

［実施形態の効果］
以上のように本実施形態によれば、「ステアリングホイールを回動させる」という動作によって脆弱部４３を破断して、ステータ部材３０とロータ部材２０とのロック状態を解除することができる。ここで、「ステアリングホイールを回動させる」という作業は、ケーブルリールのロック状態が解除されているか否かにかかわらず、ステアリング装置が正常であることを確認するため、車両の試験においては必須なものである。従って、本実施形態においては、ロック状態を解除するために「のみ」必要な作業を解消することができ、作業効率を高めることができるという効果を奏する。

また、本実施形態によれば、ストッパリング４０をステータ部材３０とロータ部材２０との間に設けたことにより、ケーブルリールを車両に装着する際にストッパリング４０が邪魔になることを防止でき、ストッパリング４０を装着したままケーブルリールを車両に装着することができる。従って、ストッパリング４０をステータ部材３０から取り外して捨てる作業も不要になるので、作業効率を一層高めることができる。さらに、ストッパリング４０がロータ部材２０の円環部２１から分離された後、係合柱４２ｂは肉厚部３１ａに当接し続けるように前方に付勢され続けるので、走行中の引っ掛かり感や異音を防止できる。また、上述した特許文献１に開示された技術によれば、ロック部材を外すと、ステータに対してロータが回転してしまうので、ステアリング装置の組み立てにおいて気を使うことになるが、本実施形態によれば、そのような必要がなくなる。

また、本実施形態においては、脆弱部４３が破断する前は、爪部材３５、係合部材４２および脆弱部４３がロータ部材２０の回転軸に沿った方向（前後方向）に配置されている（図３（ｂ）参照）。従って、脆弱部４３が破断した後は、破断片２５，４５に近接した箇所にて係合部材４２と爪部材３５とが係合する（図４（ｂ）参照）。これにより、仮に、リング部４１に前後方向の撓みが発生した場合であっても、破断片２５，４５の間のクリアランスを確実に維持することができる。

［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。

（１）上記実施形態においては、ステータ部材３０の大径円筒部３１とロータ部材２０の円環部２１とは接触していないが、両者が接触し摺動するようにしてもよい。

（２）上記実施形態においては、係合部材４２と脆弱部４３とをロータ部材２０の回転軸に沿った方向に配置したが、これらの位置関係は適宜変更してもよい。また、係合部材４２と脆弱部４３の個数（上記実施形態においては何れも８個）も同一でなくてもよい。

２０ロータ部材
２１円環部
２３，３６コネクタ
２５，４５破断片
３０ステータ部材
３１大径円筒部
３１ａ肉厚部
３１ｂ薄肉部
３２小径円筒部
３３円環部
３５爪部材
３５ａ段差部
４０ストッパリング（ロック部材）
４１リング部（残留部）
４２係合部材（残留部）
４２ａ突出柱
４２ｂ係合柱
４３脆弱部
５０フラットケーブル（可撓性ケーブル）

Claims

ステータ部材と、
前記ステータ部材に回動自在に連結されたロータ部材と、
前記ステータ部材と前記ロータ部材との間を電気的に接続する可撓性ケーブルと、
前記ロータ部材の前記ステータ部材に対する相対回転を防止するロック部材と
を備え、
前記ロック部材は、前記ステータ部材と、前記ロータ部材との間に配置されていることを特徴とするケーブルリール。
前記ロック部材は、前記ロータ部材が回転方向に回転させられた場合に破断して前記ステータ部材との連結を解除する脆弱部を有する
ことを特徴とする請求項１記載のケーブルリール。
前記ロック部材は、
前記ステータ部材の周回方向に沿って配置されたリング部と、
前記リング部に結合され前記ステータ部材に係合する複数の係合部材と
を有することを特徴とする請求項１または２記載のケーブルリール。
前記係合部材は、前記ステータ部材の周回方向に沿って等間隔に配置されている
ことを特徴とする請求項３記載のケーブルリール。
前記リング部と前記係合部材とは、前記脆弱部が破断した後に前記ステータ部材に残留する残留部であり、
前記ステータ部材は、前記係合部材に係合する爪部材を有し、
前記爪部材は、前記係合部材と接触する箇所において、前記残留部が前記ロータ部材から離れる方向に力が生じるように、傾斜が形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載のケーブルリール。
前記爪部材、前記係合部材および前記脆弱部は、前記脆弱部が破断する以前には、前記ロータ部材の回転軸に沿った方向に配置されている
ことを特徴とする請求項５に記載のケーブルリール。