WO2012042855A1 - 回転コネクタ装置 - Google Patents

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WO2012042855A1
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stator
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sleeve
rotary connector
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Inventor
神谷 和孝
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古河電気工業株式会社
古河As株式会社
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B60R16/027Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems between relatively movable parts of the vehicle, e.g. between steering wheel and column
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/64Devices for uninterrupted current collection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R35/00Flexible or turnable line connectors, i.e. the rotation angle being limited
    • H01R35/02Flexible line connectors without frictional contact members
    • H01R35/025Flexible line connectors without frictional contact members having a flexible conductor wound around a rotation axis

Definitions

  • the present invention relates to a rotary connector device. Specifically, the present invention relates to a configuration for reducing noise generated in the rotary connector device.
  • Patent document 1 discloses this kind of rotary connector.
  • the rotary connector device of Patent Document 1 includes a first case that rotates integrally with a steering wheel, and a second case that does not follow the rotation of the steering wheel.
  • a steering shaft insert
  • these cases form an annular space inside, and a flexible flat cable for electrically connecting the steering side member and the vehicle body side member is disposed in the annular space.
  • the first case has a rotator and a sleeve.
  • the rotator is fixed to the steering shaft so as to rotate integrally with the steering.
  • the sleeve is fixed to the rotator by a snap fit. In this configuration, when the steering shaft rotates, a force is transmitted from the steering shaft, so that the rotator rotates, and the sleeve rotates accordingly.
  • the second case includes a stator and a sub-stator.
  • the stator is fixed to the steering column so as not to follow the steering rotation.
  • the sub-stator is fixed to the stator by a snap fit method. With this configuration, the stator and the sub-stator do not rotate even when the steering shaft rotates.
  • the sleeve is in contact with the stator, and the rotator is in contact with the sub-stator.
  • the first noise is generated from the part where the rotator and the sleeve are connected to each other. That is, the steering shaft includes not only the force in the rotational direction of the steering shaft but also the force in the axial direction of the steering shaft (the direction in which the steering is pushed or pulled) and the radial direction of the steering shaft (the direction in which the steering is translated). Power may be applied. As a cause of this, for example, there may be a bias in the operation force applied by the driver to the steering wheel.
  • the second noise is generated from a portion where the stator and the sub-stator are mutually connected, and is generated by the same principle as the first noise. That is, when an axial force or a radial force is applied to the steering shaft in the same manner as described above and the rotator is strongly pressed against the sub-stator, a relatively large friction is generated between the rotator and the sub-stator. Due to this friction, a large force is applied to the connection portion between the sub-stator and the stator, so that the connection member (for example, the claw portion) on the sub-stator side and the connection member (for example, the receiving portion) on the stator side rub against each other, resulting in noise (stagnation sound). Will occur.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotary connector device that reduces noise during rotation even in a situation where a force other than the rotational direction is applied to an insert (for example, a steering shaft). There is to do.
  • the rotary connector device includes a first rotary member, a second rotary member, and a fixing member.
  • the first rotating member has a connecting portion and a cylindrical portion, and can be attached so as to rotate integrally with an insert inserted into the cylindrical portion.
  • the second rotating member has a connected portion connected to the connecting portion, and is attached to the first rotating member so as to rotate integrally with the first rotating member.
  • the fixing member has a second cylindrical part, and is attached so as not to follow the rotation of the insert inserted into the second cylindrical part and to be in contact with the second rotating member.
  • the material constituting the connecting portion and the connected portion is a combination that can suppress the generation of the squeaking noise that occurs when they rub against each other.
  • the connecting portion and the connected portion are fixed by fitting one into the other.
  • the configuration (snap fit) that is fixed by fitting one into the other is excellent in mounting workability, but since the fixing force is not so strong, the connecting portion and the connected member are easily rubbed. Therefore, by using the combination of the above materials, the effect of the present invention that suppresses the generation of itching sound can be more effectively exhibited.
  • the rotary connector device has the following configuration. That is, the fixing member includes a first fixing member and a second fixing member.
  • the first fixing member has a second connecting portion and can be attached so as not to follow the rotation of the insert.
  • the second fixing member has a second connected portion connected to the second connecting portion, and is attached to the first fixing member so as not to rotate relative to the first fixing member. It arrange
  • the material constituting the second connecting portion and the second connected portion is a combination that can suppress the generation of the squeaking noise that occurs when they are rubbed against each other.
  • the second connecting portion and the second connected portion are fixed by fitting one into the other.
  • the configuration (snap fit) that is fixed by fitting one into the other is excellent in mounting workability, but because the fixing force is not so strong, the members easily rub against each other. Therefore, by using the combination of the above materials, the effect of the present invention that suppresses the generation of itching sound can be more effectively exhibited.
  • the same material is used as a combination of materials capable of suppressing the generation of stagnation noise.
  • the squeaking sound generated between different materials is smaller than the squeaking sound generated between the same kind of materials.
  • the noise generated when the first rotating member and the second rotating member are rotated in a situation where force is applied can be further reduced.
  • Explanatory drawing which shows the relationship between the members which comprise a steering roll connector.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a steering roll connector 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the steering roll connector 1.
  • the fixed case 20 includes a stator (first fixed member) 13 and a sub-stator (second fixed member) 11.
  • the stator 13 is fixed to a combination bracket switch (not shown) of the steering column.
  • a through-hole insertion hole 19 is formed in the center of the cable housing 10, and a steering shaft supported by the steering column is inserted into the insertion hole 19.
  • the stator 13 is attached to the steering shaft so as to be relatively rotatable.
  • the stator 13 is formed with a protrusion (second connecting portion) 48
  • the sub-stator 11 is formed with a claw (second connected portion) 49 at a position corresponding to the protrusion 48. Yes.
  • the sub-stator 11 is attached to the stator 13 so as not to be relatively rotatable by hooking the projection 48 on the claw 49 (snap fit method). Therefore, not only the stator 13 but also the sub-stator 11 can rotate relative to the steering shaft.
  • the rotator 12 is fixed to the steering shaft so as to rotate integrally with the steering shaft.
  • a steering wheel (rotating operation tool) is fixed to the steering shaft.
  • the lower surface of the rotator 12 and the upper surface of the sub-stator 11 are configured to contact each other.
  • a sleeve (second rotating member) 16 is fixed to the rotator 12.
  • a protrusion (connected portion) 58 is formed on the sleeve 16, and a claw (connecting portion) 59 is formed at a position corresponding to the protrusion 58 of the rotator 12.
  • the sleeve 16 is attached to the rotator 12 so as not to rotate relative to the claw 59 by hooking the protrusion 58 (snap fit method).
  • the rotator 12 and the sleeve 16 are made separate parts and fixed by snap fitting.
  • the upper surface of the sleeve 16 and the lower surface of the stator 13 are configured to contact each other.
  • the sub-stator 11 has an insertion hole 11a
  • the rotator 12 has a locking recess 12a.
  • a fixing pin 17 for preventing rotation can be inserted into the insertion hole 11a.
  • the fixing pin 17 is formed with a locking projection 17a.
  • the fixing pin 17 When the steering roll connector 1 is attached to the vehicle body, the fixing pin 17 has a position of the rotator 12 at an intermediate position (a position at which the rotator 12 is rotated to the maximum in the clockwise direction and a position at which the rotator 12 is rotated to the maximum in the counterclockwise direction).
  • the steering roll connector 1 is temporarily attached at the time of manufacture so as not to deviate from the intermediate position. Thereby, the efficiency of the assembly
  • the rotator 12 After the steering roll connector 1 is properly attached to the vehicle body, the rotator 12 is rotated with respect to the sub-stator 11 and the stator 13 by breaking the fixing pin 17 at the base of the insertion portion into the insertion hole 11a. Is possible.
  • the first connector 41 is attached to the stator 13, and the second connector 42 is attached to the rotator 12.
  • the second connector 42 rotates integrally with the rotation of the rotator 12.
  • the first connector 41 is configured to be connectable to a wire harness that constitutes an electric circuit on the vehicle body side.
  • the second connector 42 is configured such that a cable (not shown) drawn from an electrical component (for example, a horn switch, an airbag module, etc.) provided in the steering wheel can be connected thereto.
  • the first connector 41 and the second connector 42 are electrically connected to each other by a flexible flat cable 14 described later.
  • the stator 13 and the rotator 12 face each other in the direction of the rotation axis of the steering shaft. Further, the rotator 12 and the stator 13 are disposed so as to connect an outer cylindrical portion 31 formed inside the sub-stator 11 and an inner cylindrical portion 32 formed inside the rotator 12. Moreover, the inner cylinder part 32 is arrange
  • the retainer 25 includes a base ring 26 and a plurality of rotating rollers 27.
  • the base ring 26 is configured as a plate-like member formed in an annular shape, and is disposed close to the stator 13.
  • the base ring 26 is configured to be rotatable about the rotation axis of the rotator 12.
  • the rotating rollers 27 are arranged on the one surface side of the base ring 26 at equal intervals in the circumferential direction, and each is provided to be rotatable around an axis parallel to the rotating shaft of the rotator 12.
  • the flexible flat cable 14 is accommodated in the accommodating space 15 so as to be wound on the base ring 26.
  • the flexible flat cable 14 drawn out from the first connector 41 to the housing space 15 is wound so that a part of the flexible flat cable 14 extends along the inner peripheral surface of the sub-stator 11 outside the retainer 25. Then, the flexible flat cable 14 reverses its direction so as to be wound around one of the plurality of rotating rollers 27. Thereafter, the flexible flat cable 14 is wound inside the retainer 25 so as to follow the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 32 of the rotator 12, and finally pulled out from the accommodating space 15 and introduced into the second connector 42. Is done.
  • the flexible flat cable 14 is wound inside the housing space 15 so as to have an appropriate length of slack, and the length of the slack is determined by the rotation of the rotator 12 relative to the stator 13. It depends on.
  • the retainer 25 By appropriately rotating the retainer 25 so as to follow the change in the slack length, the flexible flat cable 14 can be held in an always aligned state in the accommodation space 15.
  • FIG. 3 is a table showing materials used in the present embodiment.
  • the squeaking sound generated when the resins rub against each other is smaller when the members of different materials rub against each other than when the members of the same material rub against each other. This is because, in the case of the same material, a so-called galling phenomenon occurs at the contact surface between the members, but this is partly because the galling phenomenon can be reduced if the materials are different. Further, even when members of the same material rub against each other, it is known that the magnitude of the squeaking sound varies depending on the material.
  • the inventor uses PBT (polybutylene terephthalate) and POM (polyacetal) as materials for the rotator 12, the sub-stator 11, the stator 13, and the sleeve 16 that constitute the steering roll connector 1 of the present embodiment. investigated.
  • the inventor of the present application first examined a combination of POMs and a combination of PBTs as materials constituting the rotator 12 (claw 59) and the sleeve 16 (protrusion 58) (see “first” in FIG. 3). Material “and” second material "). Then, it was found that the combination of PBT and PBT can reduce the squeaking noise rather than the combination of POM and POM.
  • the inventor of the present application examined a combination of PBTs and a combination of PBT and POM as a combination of materials constituting the sub-stator 11 (claw 49) and the stator 13 (protrusion 48) (see FIG. 3 “ First material "and” second material "). Then, it was found that the combination of PBT and POM can reduce the squeaking noise rather than the combination of PBT and PBT.
  • FIG. 4A is a graph showing an outline of the sound pressure level of the squeaking sound generated by the claw 59 and the protrusion 58 when both the rotator 12 and the sleeve 16 are made of POM.
  • FIG. 4B is a graph showing an outline of the sound pressure level of the squeaking sound generated by the claw 59 and the protrusion 58 when both the rotator 12 and the sleeve 16 are made of PBT.
  • the sound pressure level of the squeaking sound is higher when both the rotator 12 and the sleeve 16 are made of PBT than when both the rotator 12 and the sleeve 16 are made of POM. It is low.
  • the steering roll connector 1 that can suppress the generation of abnormal noise even when a rotational force that twists the steering shaft is applied.
  • the steering roll connector 1 includes a rotation sensor (not shown) that detects rotation. Since the rotation sensor is disposed at a position in contact with the sleeve 16, the rotation sensor and the sleeve 16 are preferably made of different materials. For example, when the material of the rotation sensor is POM, noise can be reduced by using PBT as the material of the sleeve 16.
  • the steering roll connector 1 of the present embodiment includes the rotator 12, the sleeve 16, and the fixed case 20.
  • the rotator 12 has a claw 59 and an inner cylinder portion 32, and is attached to the steering shaft so as to rotate integrally with the steering shaft inserted into the inner cylinder portion 32.
  • the sleeve 16 has a protrusion 58 connected to the claw 59 and is attached to the rotator 12 so as to rotate integrally with the rotator 12.
  • the fixed case 20 has an outer cylinder portion 31 and is attached to the steering column so as not to follow the rotation of the steering shaft inserted into the outer cylinder portion 31 and to contact the sleeve 16.
  • the material constituting the claw 59 and the protrusion 58 is a combination capable of suppressing the generation of the squeaking noise that occurs when they are rubbed against each other.
  • the claw 59 and the projection 58 are fixed by fitting the claw 59 into the projection 58.
  • the fixed case 20 includes a stator 13 and a sub-stator 11.
  • the stator 13 has a protrusion 48 and is fixed to the steering column so as not to be driven by the rotation of the steering shaft.
  • the sub-stator 11 has a claw 49 connected to the protrusion 48, is attached to the stator 13 so as not to rotate relative to the stator 13, and is arranged to contact the rotator 12.
  • the material constituting the claw 49 and the protrusion 48 is a combination that can suppress the generation of the squeaking noise that occurs when they are rubbed against each other.
  • the claw 49 and the protrusion 48 are fixed by fitting one into the other.
  • PBTs are used for the rotator 12 and the sleeve 16 as a combination of materials that can suppress the generation of squeaking noise.
  • a combination of PBT and POM is used for the sub-stator 11 and the stator 13 as a combination of materials that can suppress the generation of squeaking noise.
  • the combination of the materials of the rotator 12 and the sleeve 16 is not limited to the above as long as it is possible to suppress the generation of the squeaking noise that occurs when they rub against each other.
  • a combination of PBT and POM or another engineering plastic can be used. The same applies to the combination of materials of the sub-stator 11 and the stator 13.
  • the configuration for fixing the rotator 12 and the sleeve 16 is not limited to the configuration described above.
  • a method of forming a pin hole in each of the rotator 12 and the sleeve 16 and pressing the joining pin together with the two pin holes can be used.

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Abstract

ステアリングロールコネクタは、ロテータと、スリーブと、固定ケースと、を備える。ロテータは、爪及び内側筒部を有し、内側筒部に挿入されるステアリングシャフトと一体的に回転するように当該ステアリングシャフトに取り付けられる。スリーブは、爪に接続される突起を有し、ロテータと一体的に回転するように当該ロテータに取り付けられる。固定ケースは、外側筒部を有し、当該外側筒部に挿入されるステアリングシャフトの回転に従動しないように、かつスリーブと接触するように取り付けられる。爪及び突起を構成する材料は、互いに擦れ合ったときに生じる軋み音の発生を抑制可能な組み合わせである。

Description

回転コネクタ装置
 本発明は、回転コネクタ装置に関する。詳細には、回転コネクタ装置において発生する騒音を低減する構成に関する。
 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、回転側と固定側とを電気的に接続するための回転コネクタが各種知られている。特許文献1は、この種の回転コネクタを開示する。
 特許文献1の回転コネクタ装置は、ステアリングと一体となって回転する第1のケースと、ステアリングの回転に従動しない第2のケースと、を備えている。なお、これらのケースは、ステアリングシャフト(挿入物)を挿入可能である。また、これらのケースは内部に環状の空間を構成しており、この環状の空間にはステアリング側の部材と車体側の部材とを電気的に接続するフレキシブルフラットケーブルが配置されている。以下、この第1のケース及び第2のケースの構成について図5を参照して説明する。
 第1のケースは、ロテータとスリーブとを備えている。ロテータはステアリングと一体的に回転できるように、ステアリングシャフトに固定される。スリーブは、スナップフィットによってロテータに固定される。この構成においてステアリングシャフトが回転すると、このステアリングシャフトから力が伝わることによってロテータが回転し、スリーブもこれに伴って回転する。
 第2のケースは、ステータとサブステータとを備えている。ステータは、ステアリングの回転に従動しないように、ステアリングコラムに固定される。サブステータは、スナップフィット方式によってステータに固定される。この構成により、ステアリングシャフトが回転してもステータ及びサブステータは回転しない。
 この構成において、スリーブはステータと接触しており、ロテータはサブステータと接触している。
特開2001-126836号公報
 上述した従来の回転コネクタ装置において、スリーブ-ステータ間、及びロテータ-サブステータ間の接触箇所においては、互いに大きな摩擦が生じることはなく、一方が回転しても他方に対して大きな力が掛かることがないと考えられていた。
 しかし、上記の回転コネクタ装置において、特定の状況下でステアリング操作時に異音が発生することがあった。本願の発明者はその原因を鋭意調査し、その結果、回転コネクタ装置(ステアリングロールコネクタ)から、主に2つの騒音が発生していることを見出した。
 1つ目の騒音は、ロテータとスリーブとを相互に接続する部分から発生するものである。即ち、ステアリングシャフトには、ステアリングシャフトの回転方向の力だけでなく、ステアリングシャフトの軸方向(ステアリングを押し込む方向又は引っ張る方向)の力や、ステアリングシャフトの径方向(ステアリングを平行移動させる方向)の力が掛かることがある。この原因としては、例えば運転手がステアリングホイールに加える操作力に偏りがある場合が考えられる。
 ステアリングシャフトに回転方向以外の力が加わり、スリーブがステータに押し付けられた状態で、ロテータから力が伝わることでスリーブが回転すると、ステータとスリーブとの間で比較的大きな摩擦が発生する。この摩擦により、スリーブは回転に抗する向きの力を受けるので、ロテータとスリーブとの接続箇所に大きな力が加わることになる。
 上記のようにロテータとスリーブとの接続箇所に力が掛かると、ロテータ側の接続部材(例えば爪部)とスリーブ側の接続部材(例えば受け部)との位置関係がわずかに変化し、互いに擦れ合う。これにより、1つ目の騒音としての軋み音が発生する。特に、ロテータとスリーブとは固定力の弱いスナップフィット方式によって接続されているため、部材同士が互いに擦れ易くなり、軋み音も大きくなりがちである。
 第2の騒音は、ステータとサブステータとを相互に接続する部分から発生するものであり、第1の騒音と同様の原理で生じるものである。即ち、ステアリングシャフトに上記と同様に軸方向の力や径方向の力が加わり、ロテータがサブステータに強く押し付けられると、ロテータの回転時にサブステータとの間で比較的大きな摩擦が発生する。この摩擦により、サブステータとステータとの接続箇所に大きな力が加わるため、サブステータ側の接続部材(例えば爪部)とステータ側の接続部材(例えば受け部)とが擦れ合って、騒音(軋み音)が発生するのである。
 なお、上述したように、スリーブとステータとの間、及びロテータとサブステータとの間には、大きな力が掛かることがないと考えられていたため、上記の2つの騒音が発生するという課題は想定されていなかった。このような騒音は、車内の静粛性等を実現する観点から、低減することが特に求められている。
 本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、挿入物(例えばステアリングシャフト)に回転方向以外の力が掛かる状況においても、回転時の騒音を低減した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、第1回転部材と、第2回転部材と、固定部材と、を備える。前記第1回転部材は、接続部及び筒部を有し、当該筒部に挿入される挿入物と一体的に回転するように取付可能である。前記第2回転部材は、前記接続部に接続される被接続部を有し、前記第1回転部材と一体的に回転するように当該第1回転部材に取り付けられる。前記固定部材は、第2筒部を有し、当該第2筒部に挿入される前記挿入物の回転に従動しないように、かつ前記第2回転部材と接触するように取り付けられる。前記接続部及び前記被接続部を構成する材料は、互いに擦れ合ったときに生じる軋み音の発生を抑制可能な組み合わせである。
 これにより、挿入物(例えばステアリングシャフト)に回転方向以外の力が加わっている場合でも、第1回転部材及び第2回転部材の回転時に接続部及び被接続部において発生する騒音を低減することができる。
 前記の回転コネクタ装置においては、前記接続部及び前記被接続部は、一方を他方に嵌め込むことで固定されることが好ましい。
 即ち、一方を他方に嵌め込むことで固定される構成(スナップフィット)は、取付けの作業性に優れるが、固定力があまり強くないため接続部及び被接続部材が擦れ易くなる。そのため、上記の材料の組み合わせとすることで、軋み音の発生を抑制するという本発明の効果を一層有効に発揮させることができる。
 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、前記固定部材は、第1固定部材と、第2固定部材と、を備える。前記第1固定部材は、第2接続部を有し、前記挿入物の回転に従動しないように取付可能である。前記第2固定部材は、前記第2接続部に接続される第2被接続部を有し、前記第1固定部材に対して相対回転しないように当該第1固定部材に取り付けられ、かつ前記第1回転部材と接触するように配置される。前記第2接続部及び前記第2被接続部を構成する材料は、互いに擦れ合ったときに生じる軋み音の発生を抑制可能な組み合わせである。
 これにより、挿入物に回転方向以外の力が加わっている場合でも、第1回転部材及び第2回転部材の回転時に第2接続部及び第2被接続部において発生する騒音を低減することができる。
 前記の回転コネクタ装置においては、前記第2接続部及び前記第2被接続部は、一方を他方に嵌め込むことで固定されることが好ましい。
 即ち、一方を他方に嵌め込むことで固定される構成(スナップフィット)は、取付けの作業性に優れるが、固定力があまり強くないために部材同士が擦れ易くなる。そのため、上記の材料の組み合わせとすることで、軋み音の発生を抑制するという本発明の効果を一層有効に発揮させることができる。
 前記の回転コネクタ装置においては、軋み音の発生を抑制可能な材料の組み合わせとして、同一の材料が用いられることが好ましい。
 これにより、同一の材料であっても軋み音が発生しにくいポリブチレンテレフタレート等を用いることにより、挿入物に回転方向以外の力が掛かる状況において第1回転部材及び第2回転部材の回転時に発生する騒音を低減できる。
 前記の回転コネクタ装置においては、軋み音の発生を抑制可能な材料の組み合わせとして、異なる材料が用いられることが好ましい。
 即ち、異なる材料同士で発生する軋み音は同種の材料同士で発生する軋み音よりも小さくなることが一般的に知られているため、上記の構成とすることで、挿入物に回転方向以外の力が掛かる状況において第1回転部材及び第2回転部材の回転時に発生する騒音を一層低減できる。
本発明の一実施形態に係るステアリングロールコネクタの全体的な構成を示した斜視図。 ステアリングロールコネクタの分解斜視図。 本実施形態において用いられた材料を示す表。 材料を変更することによって騒音が低減されたことを示すグラフ。 ステアリングロールコネクタを構成する部材同士の関係を示す説明図。
 次に、発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るステアリングロールコネクタ1の全体的な構成を示す斜視図、図2はステアリングロールコネクタ1の分解斜視図である。
 図1及び図2に示す回転コネクタ装置としてのステアリングロールコネクタ1は、ロテータ(第1回転部材)12と、固定ケース(固定部材)20と、からなるケーブルハウジング10を備えている。なお、固定ケース20は、ステータ(第1固定部材)13と、サブステータ(第2固定部材)11と、から構成される。
 ステータ13は、ステアリングコラムのコンビネーションブラケットスイッチ(図略)に固定されている。前記ケーブルハウジング10の中心には貫通状の差込孔19が形成され、この差込孔19に、前記ステアリングコラムに支持されたステアリングシャフトが挿入されている。前記ステータ13はステアリングシャフトに対して相対回転可能に取り付けられる。
 また、図2等に示すように、ステータ13には突起(第2接続部)48が、サブステータ11には突起48に対応する位置に爪(第2被接続部)49が、それぞれ形成されている。そして、爪49に突起48を引っ掛けることにより(スナップフィット方式)、サブステータ11がステータ13に相対回転不能に取り付けられている。従って、ステータ13だけでなくサブステータ11も、ステアリングシャフトに対して相対回転可能となっている。
 一方、ロテータ12はステアリングシャフトとともに一体的に回転するように当該ステアリングシャフトに固定されている。なお、このステアリングシャフトには、ステアリングホイール(回転操作具)が固定されている。また、ロテータ12の下面とサブステータ11の上面とは、接触するように構成されている。
 また、ロテータ12にはスリーブ(第2回転部材)16が固定されている。このスリーブ16には突起(被接続部)58が形成されており、ロテータ12の前記突起58に対応する位置には爪(接続部)59が形成されている。そして、前記爪59に前記突起58を引っ掛けることにより、スリーブ16がロテータ12に相対回転不能に取り付けられている(スナップフィット方式)。なお、ステータ13をロテータ12とスリーブ16で挟み込んで軸支する必要があるため、ロテータ12とスリーブ16を別部品にして、スナップフィットで固定している。また、スリーブ16の上面とステータ13の下面とは接触するように構成されている。
 また、図2に示すように、サブステータ11には挿通孔11aが、ロテータ12には係止凹部12aがそれぞれ形成されている。前記挿通孔11aには、回転止めのための固定ピン17を差し込むことができる。この固定ピン17には係止突起17aが形成されており、当該固定ピン17を前記挿通孔11aに挿通させるとともに係止突起17aを係止凹部12aに係合させることにより、サブステータ11及びステータ13に対してロテータ12が回転しないようにロックすることができる。
 この固定ピン17は、ステアリングロールコネクタ1を車体に取り付ける際に、ロテータ12の位置が中間位置(ロテータ12を時計方向に最大に回した位置と、反時計方向に最大に回した位置と、の中間の位置)からズレないように、当該ステアリングロールコネクタ1の製造時に一時的に取り付けられるものである。これにより、ステアリングロールコネクタ1の車体への組付作業の効率を向上させるとともに、組付ミスを防止することができる。なお、ステアリングロールコネクタ1を適切に車体に取り付けた後は、当該固定ピン17を挿通孔11aへの差込み部分の根元で折り取ることにより、サブステータ11及びステータ13に対してロテータ12を回転させることが可能となる。
 また、ステータ13には第1コネクタ41が取り付けられ、ロテータ12には第2コネクタ42が取り付けられる。第2コネクタ42は、ロテータ12の回転に伴って一体的に回転する。第1コネクタ41は、車体側の電気回路を構成しているワイヤハーネスに接続可能に構成されている。第2コネクタ42には、ステアリングホイールが備える電気部品(例えば、ホーンスイッチ、エアバッグモジュール等)から引き出された図略のケーブルをそれぞれ接続可能に構成されている。そして、第1コネクタ41と第2コネクタ42とは、後述のフレキシブルフラットケーブル14によって相互に電気的に接続されている。
 ステータ13とロテータ12とは、ステアリングシャフトの回転軸の方向で互いに対面している。また、ロテータ12及びステータ13は、サブステータ11の内側に形成される外側筒部31と、ロテータ12の内側に形成される内側筒部32と、を接続するように配置されている。また、内側筒部32は外側筒部31より内側に配置され、外側筒部31と内側筒部32は、径方向で互いに対面するように配置されている。以上の構成で、ステータ13とロテータ12、及び外側筒部31と内側筒部32によって囲まれた環状の空間である収容空間15が形成されている。
 この収容空間15の内部には、図2に示すように、リテーナ25と、フレキシブルフラットケーブル14と、が収容されている。リテーナ25は、ベースリング26と、複数の回転ローラ27とを備えている。
 前記ベースリング26は環状に形成された板状の部材として構成されており、ステータ13に近接して配置されている。このベースリング26は、ロテータ12の回転軸を中心にして回転可能に構成されている。回転ローラ27はベースリング26の一面側に周方向に等間隔で並べて配置され、それぞれが、前記ロテータ12の回転軸と平行な軸を中心として回転可能に設けられている。前記フレキシブルフラットケーブル14は、このベースリング26の上に巻かれるようにして、収容空間15内に収容されている。
 具体的には、前記第1コネクタ41から前記収容空間15へ引き出されたフレキシブルフラットケーブル14は、その一部がリテーナ25の外側でサブステータ11の内周面に沿うように巻かれる。そして、フレキシブルフラットケーブル14は途中で、複数の前記回転ローラ27のうち1つに巻き掛かるようにして向きを反転する。その後は、フレキシブルフラットケーブル14はリテーナ25の内側でロテータ12の内側筒部32の外周面に沿うように巻かれ、最終的には収容空間15から引き出されて、前記第2コネクタ42内に導入される。
 このように、前記収容空間15の内部において、フレキシブルフラットケーブル14は適宜の長さの弛みを有するように巻かれており、この弛みの長さは、ロテータ12がステータ13に対して回転することにより変化する。この弛み長さの変化に追従するようにリテーナ25が適宜回転することにより、フレキシブルフラットケーブル14を収容空間15内で常に整列させた状態で保持することができる。
 次に、回転方向以外の力がステアリングシャフトに掛かるときに発生する回転時の騒音を低減するために、本実施形態において行われた材料の選択について図3を参照して説明する。図3は、本実施形態において用いられた材料を示す表である。
 一般的に、樹脂同士が擦れ合うときに発生する軋み音は、同一素材である部材同士が擦れ合うときよりも、異なる素材の部材同士が擦れ合うときの方が小さくなることが知られている。これは、同一素材の場合、部材同士の接触面において所謂かじり現象が発生するが、異種の素材であると当該かじり現象を低減できることが一因となっている。また、同一素材の部材同士が擦れ合う場合であっても、軋み音の大きさは素材に応じて異なることが知られている。
 上記の事情を考慮し、発明者は、本実施形態のステアリングロールコネクタ1を構成するロテータ12、サブステータ11、ステータ13、及びスリーブ16の材料として、PBT(ポリブチレンテレフタレート)及びPOM(ポリアセタール)を検討した。
 以下、具体的に説明する。本願発明者は、まず、ロテータ12(爪59)とスリーブ16(突起58)とを構成する材料として、POM同士の組み合わせと、PBT同士の組み合わせと、を検討した(図3の「第1の材料」及び「第2の材料」)。すると、POMとPOMの組み合わせよりも、PBTとPBTの組み合わせの方が、軋み音を低減できることが判った。
 また、本願発明者は、サブステータ11(爪49)とステータ13(突起48)とを構成する材料の組み合わせとして、PBT同士の組み合わせと、PBTとPOMの組み合わせと、を検討した(図3の「第1の材料」及び「第2の材料」)。すると、PBTとPBTとの組み合わせよりも、PBTとPOMの組み合わせの方が、軋み音を軽減できることが判った。
 図4(a)は、ロテータ12及びスリーブ16が双方ともPOMで構成されたときに、爪59と突起58とで発生する軋み音の音圧レベルの概要を示すグラフである。図4(b)は、ロテータ12及びスリーブ16が双方ともPBTで構成されたときに、爪59と突起58とで発生する軋み音の音圧レベルの概要を示すグラフである。
 図4から判るように、ロテータ12及びスリーブ16が双方ともPOMで構成された場合に比べて、ロテータ12及びスリーブ16が双方ともPBTで構成された場合の方が、軋み音の音圧レベルが低くなっている。
 以上のように樹脂の材料を選定することで、ステアリングシャフトをこじるような回転力が加わっても異音の発生を抑制できるステアリングロールコネクタ1を提供することができる。
 なお、騒音の減少のみの観点からは、ロテータ12がPOM、サブステータ11がPBT、ステータ13がPOM、スリーブ16がPBTで構成される組み合わせも考えられる。しかし、ステータ13とロテータ12、又は、ステータ13とスリーブ16の摺動部分が同じ材料となると耐摩耗性が悪くなることが知られており、上記の構成はこれに該当する。従って、上記の構成よりも図3に示す第2の材料の組み合わせの方が優れている。
 また、ステアリングロールコネクタ1は、回転を検出する図略の回転センサを備えている。回転センサは、スリーブ16と接触する位置に配置されるため、回転センサとスリーブ16は、別の材料にすることが好ましい。例えば、回転センサの材料がPOMである場合には、スリーブ16の材料をPBTとすることで、騒音を小さくすることができる。
 以上に説明したように、本実施形態のステアリングロールコネクタ1は、ロテータ12と、スリーブ16と、固定ケース20と、を備える。ロテータ12は、爪59及び内側筒部32を有し、内側筒部32に挿入されるステアリングシャフトと一体的に回転するように、当該ステアリングシャフトに取り付られる。スリーブ16は、爪59に接続される突起58を有し、ロテータ12と一体的に回転するように当該ロテータ12に取り付けられる。固定ケース20は、外側筒部31を有し、当該外側筒部31に挿入されるステアリングシャフトの回転に従動しないように、かつスリーブ16と接触するように、ステアリングコラムに取り付けられる。爪59及び突起58を構成する材料は、互いに擦れ合ったときに生じる軋み音の発生を抑制可能な組み合わせである。
 これにより、ステアリングシャフトに回転方向以外の力が掛かるときに、ロテータ12及びスリーブ16の回転時に爪59及び突起58において発生する騒音を低減することができる。
 また、本実施形態のステアリングロールコネクタ1において、爪59及び突起58は、爪59を突起58に嵌め込むことで固定される。
 これにより、ロテータ12及びスリーブ16の回転時における軋み音の発生を抑制しつつ、取付けの作業性に優れた構成にすることができる。
 また、本実施形態のステアリングロールコネクタ1において、固定ケース20は、ステータ13と、サブステータ11と、を備える。ステータ13は、突起48を有し、ステアリングシャフトの回転に従動しないようにステアリングコラムに固定される。サブステータ11は、突起48に接続される爪49を有し、ステータ13に対して相対回転しないように当該ステータ13に取り付けられ、かつロテータ12と接触するように配置される。爪49及び突起48を構成する材料は、互いに擦れ合ったときに生じる軋み音の発生を抑制可能な組み合わせである。
 これにより、ステアリングシャフトに回転方向以外の力が加わっている場合でも、ロテータ12及びスリーブ16の回転時に爪49及び突起48において発生する騒音を低減することができる。
 また、本実施形態のステアリングロールコネクタ1において、爪49及び突起48は、一方を他方に嵌め込むことで固定される。
 これにより、ロテータ12及びスリーブ16の回転時における軋み音の発生を抑制しつつ、取付けの作業性に優れた構成にすることができる。
 また、本実施形態のステアリングロールコネクタ1において、ロテータ12及びスリーブ16には、軋み音の発生を抑制可能な材料の組み合わせとして、PBT同士が用いられている。
 これにより、ステアリングシャフトに回転方向以外の力が掛かる状況においてロテータ12及びスリーブ16の回転時に発生する騒音を、POM同士の組み合わせと比較して低減することができる。
 また、本実施形態のステアリングロールコネクタ1において、サブステータ11及びステータ13には、軋み音の発生を抑制可能な材料の組み合わせとして、PBTとPOMの組み合わせが用いられている。
 これにより、ステアリングシャフトに回転方向以外の力が掛かる状況においてロテータ12及びスリーブ16の回転時に発生する騒音を、PBT同士の組み合わせと比較して低減することができる。
 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。
 ロテータ12及びスリーブ16の材料の組み合わせは、互いに擦れ合ったときに生じる軋み音の発生を抑制可能であれば、上記で示したものに限られない。例えば、PBTとPOMの組み合わせや、他のエンジニアリングプラスチックを用いる構成にすることができる。なお、サブステータ11及びステータ13の材料の組み合わせについても同様である。
 ロテータ12及びスリーブ16を固定するための構成は、上記で示した構成に限られない。例えば、ロテータ12及びスリーブ16にそれぞれピン孔を形成し、2つのピン孔を合わせて接合ピンを押し込む方法等を用いることができる。なお、サブステータ11及びステータ13を固定するための構成についても同様である。
 1 ステアリングロールコネクタ(回転コネクタ装置)
 11 サブステータ(第2固定部材)
 12 ロテータ(第1回転部材)
 13 ステータ(第1固定部材)
 16 スリーブ(第2回転部材)
 20 固定ケース(固定部材)
 31 外側筒部(第2筒部)
 32 内側筒部(筒部)
 48 突起(第2接続部)
 49 爪(第2被接続部)
 58 突起(被接続部)
 59 爪(接続部)

Claims (6)

  1.  接続部及び筒部を有し、当該筒部に挿入される挿入物と一体的に回転するように取付可能な第1回転部材と、
     前記接続部に接続される被接続部を有し、前記第1回転部材と一体的に回転するように当該第1回転部材に取り付けられる第2回転部材と、
     第2筒部を有し、当該第2筒部に挿入される前記挿入物の回転に従動しないように、かつ前記第2回転部材と接触するように取り付けられる固定部材と、
    を備え、
     前記接続部及び前記被接続部を構成する材料は、互いに擦れ合ったときに生じる軋み音の発生を抑制可能な組み合わせであ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、
     前記接続部及び前記被接続部は、一方を他方に嵌め込むことで固定されることを特徴とする回転コネクタ装置。
  3.  請求項1に記載の回転コネクタ装置であって、
     前記固定部材は、
     第2接続部を有し、前記挿入物の回転に従動しないように取付可能である第1固定部材と、
     前記第2接続部に接続される第2被接続部を有し、前記第1固定部材に対して相対回転しないように当該第1固定部材に取り付けられ、かつ前記第1回転部材と接触するように配置される第2固定部材と、
    を備え、
     前記第2接続部及び前記第2被接続部を構成する材料は、互いに擦れ合ったときに生じる軋み音の発生を抑制可能な組み合わせであることを特徴とする回転コネクタ装置。
  4.  請求項3に記載の回転コネクタ装置であって、
     前記第2接続部及び前記第2被接続部は、一方を他方に嵌め込むことで固定されることを特徴とする回転コネクタ装置。
  5.  請求項1に記載の回転コネクタ装置であって、
     軋み音の発生を抑制可能な材料の組み合わせとして、同一の材料が用いられることを特徴とする回転コネクタ装置。
  6.  請求項1に記載の回転コネクタ装置であって、
     軋み音の発生を抑制可能な材料の組み合わせとして、異なる材料が用いられることを特徴とする回転コネクタ装置。
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