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回転コネクタ - アルプス電気株式会社
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発明の名称 回転コネクタ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−138818
公開日 平成8年(1996)5月31日
出願番号 特願平6−271156
出願日 平成6年(1994)11月4日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎 (外2名)
発明者 加藤 弘典 / 中尾 政典
要約 目的
ロック機構を簡略化し、安価で組立作業性に優れた回転コネクタを提供する。

構成
第1のハウジング1に片持ち状にロック部材7を一体成形すると共に、ロック部材7と第1のハウジング1のバネ受部との間にコイルバネ8を介設し、第2のハウジング2に周方向の両端に係合壁を有する係合溝を一体成形する。回転コネクタの製造段階において、ロック部材7を押圧してその自由端を係合溝から後退させて、両ハウジング間を自由に回転可能にし、その状態で両ハウジングを適正に位置合わせした後、ロック部材7に対する押圧力を除去して、ロック部材7の自由端を係合溝内に自動復帰させ、両ハウジング間の回転をロックする。回転コネクタをステアリング装置に組み込む際は、ステアリングホイールをステアリングシャフトに挿入し、ステアリングホイールの下面でロック部材7の突起7aを押圧し、両ハウジング間のロック状態を自動的に解除する。
特許請求の範囲
【請求項1】 回転自在に連結された第1および第2のハウジングと、これら両ハウジング間に収納巻回された可撓性ケーブルと、前記第1のハウジングに片持ち状に一体成形されたロック部材と、前記第2のハウジングに一体成形され、周方向の両端に係合壁を有する係合溝とを備え、前記ロック部材の自由端が前記係合溝内に位置して係合壁と当接することにより、前記第1および第2のハウジング間の自由な回転が阻止され、前記ロック部材が押圧されて前記係合溝から後退することにより、前記第1および第2のハウジング間のロックが解除されることを特徴とする回転コネクタ。
【請求項2】 前記第1のハウジングに前記ロック部材と所定間隔を存して対向するバネ受部を設け、これらバネ受部とロック部材との間に、該ロック部材を前記係合溝と係合する方向へ付勢するバネ部材を介設したことを特徴とする請求項1に記載の回転コネクタ。
【請求項3】 前記第2のハウジングに前記係合溝が周方向に沿って複数組設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の回転コネクタ。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固定体と可動体を構成する一対のハウジング間の電気的接続をフラットケーブル等の可撓性ケーブルを利用して行う回転コネクタに係り、特に、可動体の自由な回動をロックまたはロック解除するロック機構に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の回転コネクタは自動車のステアリング装置に組み込まれ、ステアリングホイールと車体間を接続するエアーバッグ回路等の導通手段として用いられるが、この場合において、ステアリングホイールの中立位置から可動体を両方向にほぼ同程度回転させることができるようにして装着する必要がある。このため、回転コネクタには、固定体と可動体とを回転の中立位置に位置合わせする位置合わせ機構と、その中立状態をステアリング装置に組み込む前まで維持するロック機構とが付設されている。
【0003】前者の位置合わせ機構としては、固定体または可動体のうちのいずれか一方に歯車を備えた回動部材を設け、他方にはこの回動部材の歯車に係合する係合部材を設けることにより構成される。そして、可動体が1回転する毎に、歯車が係合部材に係合して所定角度ずつ回動することになるので、歯車における特定の歯が所定の位置にあり、しかも可動体が固定体に対して所定の位置にあるときに、中立位置となる。そこで、この歯車における特定の歯と、この歯車を支持する部材とにマークを付し、回転コネクタをステアリング装置に組み付けるに当っては、これらのマークの位置合わせを行うことによって、可動体が固定体に対して中立位置となった状態に組み付けることができるようになっている。
【0004】後者のロック機構としては種々のタイプが提案されているが、例えば米国特許第4,660,500号明細書に記載されているように、回転コネクタをステアリング装置に組み込む際に、該ステアリング装置の一部によってロック状態を自動的に解除するようにしたものが知られている。このロック機構は、可動体と固定体のいずれか一方に回動自在に軸支されたロック部材と、該ロック部材をその回動中心軸まわりに弾性付勢するバネ部材と、可動体と固定体のいずれか他方に設けられた凹部とで構成されており、バネ部材によって弾性付勢されたロック部材の一端が凹部と係合することで、可動体の自由な回転がこれらロック部材と凹部との係合によって阻止されため、前述した位置合わせ機構を用いて位置合わせされた可動体と固定体との中立状態は、回転コネクタをステアリング装置に組み込む前まで維持される。そして、回転コネクタをステアリング装置へ組み付ける際に、該ステアリング装置の適宜部材、例えばステアリングホイールをステアリングシャフトに固定するナットによって前記ロック部材の他端が押圧され、該ロック部材がバネ部材の弾性力に抗して回動せしめられると、ロック部材と凹部との係合が自動的に解除されるため、可動体は固定体に対して自由に回転することができるようになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、前述した従来のロック機構は、ステアリング装置の一部によって回転駆動されるロック部材と、このロック部材を凹部と係合する方向へ弾性付勢するバネ部材とを備えているため、回転コネクタをステアリング装置に組み込む際に、可動体のロック状態を自動的に解除することができ、しかも、修理等でステアリング装置を分解する際に、可動体の自由な回転を自動的に再ロックすることができ、回転コネクタのステアリング装置への組み付け、または組み外し作業を簡単に行えるという利点を有する。しかしながら、ロック機構の構成部品として前述したロック部材やバネ部材の他に該ロック部材を軸支する支軸が必要であり、これら3部品は可動体と固定体とは別部品であるため、部品点数が多くなり、回転コネクタのトータルコストが高騰するという問題があった。また、可動体あるいは固定体の狭いスペース内でロック部材に支軸を挿入したり、該ロック部材にバネ部材を係止しなければならないため、これらの作業が煩雑となり、ロック機構の組み立てに多くの時間がかかるという問題もあった。
【0006】本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ロック機構を簡略化し、安価で組立作業性に優れた回転コネクタを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、回転自在に連結された第1および第2のハウジングと、これら両ハウジング間に収納巻回された可撓性ケーブルと、前記第1のハウジングに片持ち状に一体成形されたロック部材と、前記第2のハウジングに一体成形され、周方向の両端に係合壁を有する係合溝とを備え、前記ロック部材の自由端が前記係合溝内に位置して係合壁と当接することにより、前記第1および第2のハウジング間の自由な回転が阻止され、前記ロック部材が押圧されて前記係合溝から後退することにより、前記第1および第2のハウジング間のロックが解除されることを、最も主要な特徴としている。また、上記構成において、前記第1のハウジングに前記ロック部材と所定間隔を存して対向するバネ受部を設け、これらバネ受部とロック部材との間に、該ロック部材を前記係合溝と係合する方向へ付勢するバネ部材を介設した。
【0008】
【作用】回転コネクタの製造段階において、第1のハウジングに片持ち状に一体成形されたロック部材を押圧し、該ロック部材の自由端を第2のハウジングに一体成形された係合溝から後退させると、第1および第2のハウジングは相対的に回転可能となるため、この状態で両ハウジングを所定の原点位置となるように位置決めする。しかる後、ロック部材に対する上記押圧力を除去すると、該ロック部材の自由端は自身の弾性、あるいはバネ部材を補足的に設けた場合は、ロック部材とバネ部材の双方の弾性によって係合溝内に自動復帰するため、該係合溝の周方向の両端に位置する係合壁とロック部材の自由端とが当接することにより、両ハウジング間の自由な回転が阻止される。したがって、回転コネクタをステアリング装置に組み込む直前まで、両ハウジングはロック部材によって回転の中立位置にロックされ、搬送時等に両ハウジングの相対位置がずれることを防止できる。
【0009】一方、回転コネクタをステアリング装置に組み込む際に、ステアリング装置の一部、例えばステアリングホイールによってロック部材を押圧すると、前述した原点の位置合わせ時と同様に、ロック部材の自由端が係合溝から後退されるため、両ハウジングは再び回転可能となる。したがって、回転コネクタがステアリング装置に組み込まれると、ロック部材によるロック状態は自動的に解除され、両ハウジングのいずれか一方はステアリングホイールに連動して回転する。
【0010】また、修理等でステアリング装置を分解する際、例えばステアリングホイールを回転の中立状態に位置合わせしてステアリングシャフトから取り外すと、ステアリングホイールからのロック部材への押圧力が除去されるため、両ハウジングはロック部材によって回転の中立位置に自動的にロックされる。したがって、修理等が終了し、回転コネクタを再度ステアリング装置に組み込む直前まで、両ハウジングを回転の中立位置にロックすることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。図1は本発明の一実施例に係る回転コネクタの斜視図、図2は該回転コネクタの平面図、図3は図2のA−A線に沿う断面図、図4は図1の回転コネクタに備えられるロック機構の動作説明図である。これらの図に示すように、回転コネクタは、回転自在に連結された第1のハウジング1および第2のハウジング2と、これら両ハウジング1,2の内部に収納巻回された可撓性ケーブル3とで概略構成されており、本実施例の場合は、第1のハウジング1が固定体、第2のハウジング2が可動体として用いられている。
【0012】合成樹脂材からなる第1のハウジング1は円筒状に形成されており、その中央には、図示せぬステアリングシャフトが挿通される軸孔4が穿設されている。また、この軸孔4の近傍には、ステアリングシャフトと一体的に回転する連結ピン(図示せず)が挿入される位置決め孔5が穿設されている。さらに、第1のハウジング1の外周縁の一部には凹所6が形成されており、この凹所6内において、ロック機構の一部をなすロック部材7が第1のハウジング1に片持ち状に一体成形されている。このロック部材7は第1のハウジング1から水平方向外側に延びており、その上面に解除用突起7aが一体成形され、この突起7aは第1のハウジング1の天面より突出している。また、第1のハウジング1には凹所6の底面をなすバネ受部1aが一体成形されており、このバネ受部1aとロック部材7との間にコイルバネ8が介設されている。
【0013】第2のハウジング2は合成樹脂材からなる上ケース9と下ケース10とで構成されており、これら両ケース9,10は熱がしめやネジ止め等の適宜固定手段により一体化されている。これら両ケース9,10の中央にはガイド孔9a,10aがそれぞれ穿設されており、前記第1のハウジング1はこれらガイド孔9a,10aに沿って回転可能となっている。また、上ケース9の内周縁側には、ロック機構の他部をなす複数の係合溝11が形成されており、各係合溝11は係合壁12によって周方向に隔離されている。これら係合溝11の1つに前記ロック部材7の自由端(先端)が入り込んでおり、該ロック部材7の自由端は、自身の弾性と前記コイルバネ8の弾性によって係合溝11の天面と当接する方向に付勢されている。したがって、図4の実線で示すように、ロック部材7の自由端が係合溝11内に位置している場合は、第1のハウジング1を第2のハウジング2に対して回転すると、その回転はロック部材7の自由端が一対の係合壁12と当接する所定角度内に規制され、第1のハウジング1はロック状態に維持される。一方、図4の2点鎖線で示すように、ロック部材7が凹所6の内方に押圧され、その自由端が係合溝11から外れた場合は、ロック部材7の自由端は係合壁12と当接しなくなるため、第1のハウジング1を第2のハウジング2に対して自由に回転することができ、前述した第1のハウジング1のロック状態は解除される。
【0014】前記可撓性ケーブル3は両ハウジング1,2間に画成された平面視リング状の空間内に収納されており、渦巻状や途中に反転部を有する状態に巻回されている。この可撓性ケーブル3は、例えば一対のベースフィルム間に複数本の導体を埋設したフラットケーブルと呼ばれるものからなり、その一端は第1のハウジング1に固定された後、ワイヤ13を介して外部に導出されており、その他端は第2のハウジング2に固定された後、図示せぬワイヤを介して外部に導出されている。なお、図示省略してあるが、前記両ハウジング1,2間には歯車と係合部材等からなる公知の位置合わせ機構が付設されており、この位置合わせ機構を用いて第1のハウジング1と第2のハウジング2を適正な中立状態に位置合わせできるようになっている。
【0015】回転コネクタは大略このように構成され、ステアリング装置のステアリングホイール(ロータ部材)側に前記第1のハウジング1が、ステアリングシャフトの軸受(ステータ部材)側に前記第2のハウジング2がそれぞれ固定され、エアーバッグシステム等の電気的接続手段として使用される。このように回転コネクタをステアリング装置に組み込むに際して、第1のハウジング1は中立位置から正・逆両方向にそれぞれ等しい量だけ回転されなければならない。
【0016】そのために、回転コネクタの製造段階では、まず第2のハウジング2と第1のハウジング1を両者間に可撓性ケーブル3を組み込んだ状態にして組み立て、この組み立てが完了した後に、前述した位置合わせ機構を用いて第1のハウジングと第2のハウジング2とを適正状態に位置合わせする。その際、指や治具等を用いて突起7aを押圧し、ロック部材7の自由端を各係合溝11から後退させておくと、前述したように、第1のハウジング1は第2のハウジング2に対して可撓性ケーブル3の長さ範囲内だけ自由に回転可能となるため、両ハウジング1,2を中立位置に位置合わせすることができる。そして、両ハウジング1,2を中立位置に位置合わせしたなら、ロック部材7に対する上記押圧力を除去すると、該ロック部材7は、自身の弾性とコイルバネ8の弾性の双方によって元の水平状態に復帰し、その自由端が各係合溝11の1つ(図2に示す幅広の係合溝11)内に位置するため、ロック部材7の自由端が一対の係合壁12と当接する所定角度内に第1のハウジング1の回転範囲は規制される。したがって、回転コネクタの搬送中等において、第1のハウジング1の回転は上記角度範囲内に規制されたままで、第1のハウジング1が第2のハウジング2に対してみだりに回転することがなく、そのままの状態をステアリング装置に組み込む直前まで維持できる。
【0017】このようにして回転の中立位置にロックされた回転コネクタをステアリング装置に組み込むに際しては、まず、第1のハウジング1の軸孔4をステアリングシャフトに挿通すると共に、位置決め孔5を連結ピンに挿入する。これにより、ステアリングシャフトの回転力が連結ピンから位置決め孔5を介して第1のハウジング1に伝達可能となるが、前述したように、第1のハウジング1は所定角度だけ回転できるようになっているため、その角度範囲内で第1のハウジング1を回転することにより、位置決め孔5を連結ピンに容易に挿入することができる。
【0018】次いで、第2のハウジング2を所定のステータ部材、例えばステアリングコラムにネジ止め等の手段を用いて固定した後、ステアリングシャフトにステアリングホイールを挿入・連結し、回転コネクタのステアリング装置への組み込みが完了する。その際、図4に示すように、ロック部材7の突起7aがステアリングホイール14の下面によって押圧され、ロック部材7の自由端が係合状態にある係合溝11から後退されるため、ロック部材7の自由端と係合壁12とによる第1のハウジング1の回転規制は自動的に解除され、第1のハウジング1はステアリングホイール14に連動して自由に回転できるようになる。
【0019】使用に際しては、ステアリングホイール14を時計あるいは反時計回り方向へ回転すると、その回転力がステアリングシャフトと連結ピンから位置決め孔5を介して第1のハウジング1に伝達され、第1のハウジング1が同方向に回転する。例えば、ステアリングホイール14を回転中立位置から時計回り方向へ回転すると、それに連動して第1のハウジング1も時計回り方向へ回転し、可撓性ケーブル3は第1のハウジング1の外周面に巻き付けられる。これとは逆に、ステアリングホイール14を反時計回り方向へ回転すると、それに連動して第1のハウジング1も反時計回り方向へ回転し、可撓性ケーブル3は第2のハウジング2の下ケース10の内周面に巻き戻され、いずれの状態においても両ハウジング1,2間の電気的接続は可撓性ケーブル3を介して維持される。
【0020】なお、修理やメンテナンス時にステアリング装置を分解する場合、ステアリングホイール14をステアリングシャフトから抜き取ると、ロック部材7の突起7aに対するステアリングホイール14からの押圧力が除去されるため、ロック部材7の自由端は各係合溝11の1つ内に入り込み、両ハウジング1,2は自動的にロックされる。その際、ステアリングホイール14を回転の中立状態に位置合わせしてステアリングシャフトから抜き取ると、ロック部材7の自由端は図2に示す幅広の係合溝11内に位置するため、両ハウジング1,2は回転の中立位置にロックされる。また、ステアリングホイール14を時計あるいは反時計方向の終端位置まで回転した状態でステアリングシャフトから抜き取ると、ロック部材7の自由端は他の係合溝11内に位置するため、両ハウジング1,2は回転の非中立位置にロックされる。したがって、回転コネクタを再度ステアリング装置に組み込む直前まで、両ハウジング1,2をロックすることができ、修理等が終了したなら、ステアリングホイール14を分解時と同じ回転状態でステアリングシャフトに挿入すれば、ロック部材7の突起7aがステアリングホイール14の下面によって押圧されるため、第1のハウジング1の回転規制は自動的に解除され、第1のハウジング1はステアリングホイール14に連動して自由に回転できるようになる。
【0021】上記した本発明の実施例にあっては、ロック部材7が押圧されずに係合溝11内に位置している時、ロック部材7の自由端が一対の係合壁12と当接することにより、第1のハウジング1をロック状態に維持することができ、ロック部材7が押圧されて係合溝11から外れた時、第1のハウジング1のロック状態を自動的に解除することができる。したがって、回転コネクタの製造段階において、ロック部材7の突起7aを指等で押圧または押圧除去するという簡単な操作により、両ハウジング1,2を適正に位置合わせしたり、その状態をロックすることができる。また、回転コネクタをステアリング装置に組み込む際に、ステアリングホイール14をステアリングシャフトに挿入するだけで、回転コネクタのロック状態を自動的に解除することができる。さらに、修理等でステアリング装置を分解する際、ステアリングホイール14をステアリングシャフトから抜き取ると、ロック部材7は係合溝11内に自動復帰するため、回転コネクタを再度ステアリング装置に組み込む直前まで、第1のハウジング1の自由な回転をロックすることができる。
【0022】また、係合溝11の周方向の両端に一対の係合壁12が設けられ、ロック部材7の自由端は係合溝11内を所定角度だけ回転できるため、第1のハウジング1の回転を所定角度内に規制した状態で、両ハウジング1,2間をロックすることができる。このため、第1のハウジング1を所定角度内で回転することによって、回転コネクタをステアリング装置に組み込む際の両者の位置ずれを補正でき、回転コネクタのステアリング装置への組み込み作業を簡単に行うことができる。
【0023】また、このような係合溝11を周方向に沿って複数組設けたため、両ハウジング1,2の相対位置にかかわらず、ロック部材7の自由端を各係合溝11のいずれか1つに係合させることができる。このため、回転コネクタを組み込んだステアリング装置を修理等で分解する際に、ステアリングホイール14の回転角度がどのような状態にあっても、ステアリングホイール14をステアリングシャフトから抜き取ることによって、回転コネクタを再ロックすることができ、この点からも作業性の向上が図れる。
【0024】また、ロック機構の構成部品のうちロック部材7は第1のハウジング1に一体成形されており、別部品としてコイルバネ8を用いるだけであるため、部品点数の大幅な削減が図れ、回転コネクタのトータルコストを低減できる。しかも、該コイルバネ8を第1のハウジング1に一体成形されたバネ受部1aとロック部材7間に挿入するだけで、ロック機構を組み立てることができるため、組立作業性の向上も図れる。
【0025】さらに、バネ受部1aとロック部材7との間にコイルバネ8を介設したため、ロック部材7の自身の弾性とコイルバネ8の弾性の双方によって、ロック部材7の自由端を係合溝11の天面と当接する方向に付勢することができる。このため、ロック部材7の押圧または押圧解除が繰り返し行われ、該ロック部材7の基端側がへたったとしても、ロック部材7の自由端は係合溝11内に確実に復帰され、ロック不良を防止することができる。
【0026】なお、上記実施例では、バネ受部1aとロック部材7との間にコイルバネ8を介設した場合について説明したが、ロック部材7自身に充分な弾性が確保されれば、コイルバネ8を省略することも可能である。この場合、ロック機構の構成部品は全て両ハウジング1,2に一体成形されるため、さらに構成が簡略化されると共に、組立作業性の向上が図れる。
【0027】また、上記実施例では、第1のハウジング1を可動体とし、第2のハウジング2を固定体として用いた場合について説明したが、これとは反対に、第1のハウジング1を固定体とし、第2のハウジング2を可動体として用いることも可能である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、第1のハウジングに片持ち状に一体成形されたロック部材の自由端が、第2のハウジングに一体成形された係合溝の周方向の両端の係合壁と当接することにより、両ハウジング間の自由な回転をロックすることができると共に、該ロック部材をステアリングホイール等で押圧するという簡単な作業で、両ハウジング間のロック状態を自動的に解除することができ、よって、ロック機構を簡略化して、安価で組立作業性に優れた回転コネクタを提供することができる。




 

 


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