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発明の名称 ケーブルとコネクタの接続構造
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8−213132
公開日 平成8年(1996)8月20日
出願番号 特願平7−15940
出願日 平成7年(1995)2月2日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎 (外2名)
発明者 中尾 政典 / 加藤 弘典
要約 目的
接続作業が簡単で安価なケーブルとコネクタの接続構造、および、組立作業性に優れ安価な回転コネクタの提供。

構成
互いに平行な複数本の導体3を帯状の成形絶縁体2の内部に埋設した成形ケーブル1と、コネクタケース18に複数本の端子20を固定した外部コネクタ17とを接続するのに際し、各端子20の後端部にその配列方向に突出する幅広部20aを形成し、これら幅広部20aをコネクタケース18の収納凹所22内に延出させ、各導体3を対応する各幅広部20aに重ね合わせた状態で、両者をスポット溶接や超音波溶接等を用いて接続した。また、このように構成された成形ケーブル1と外部コネクタ17の接続構造を、回転コネクタの内部空間に収納された可撓性ケーブル13の導出部分に接続される出力ケーブルと、該出力ケーブルの出力端に取付けられる外部コネクタとの接続構造として利用した。
特許請求の範囲
【請求項1】 複数本の導体を帯状の成形絶縁体内に埋設した成形ケーブルと、複数の端子を固定したコネクタハウジングとを具備し、前記各端子の後端部に該端子の配列方向に突出する幅広部が設けられ、これら幅広部と前記導体とが前記コネクタハウジングに設けられた収納凹所内で接続されていることを特徴とするケーブルとコネクタの接続構造。
【請求項2】 前記成形絶縁体に係合部が形成され、前記コネクタハウジングの収納凹所内に前記係合部と係止可能な規制部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のケーブルとコネクタの接続構造。
【請求項3】前記コネクタハウジングに前記導体と前記端子の幅広部との接続個所を臨む接続治具挿入用の開口が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のケーブルとコネクタの接続構造。
【請求項4】 回転自在に連結された一対のハウジングと、これら両ハウジング間の空間内に収納巻回され、その両端がハウジングの外部へ電気的に導出された可撓性ケーブルと、この可撓性ケーブルの導出部分に接続された出力ケーブルと、この出力ケーブルの先端に接続された外部コネクタとを備え、この外部コネクタと前記出力ケーブルの接続構造として請求項1に記載の接続構造を用いたことを特徴とする回転コネクタ。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種電気機器に用いられるケーブルとコネクタの接続構造、および該接続構造を利用した車載用回転コネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、導線を絶縁チューブで被覆した複数本の丸線ケーブルの端部にコネクタを取り付け、このコネクタを別のコネクタに連結することにより、任意距離間を丸線ケーブルを介して導通するという配線方法が広く採用されている。この場合、前記導線の先端部は絶縁チューブが取り除かれ、該導線をコネクタの対応する端子に溶接やかしめ等を用いて接続することにより、複数本の丸線ケーブルの端部にコネクタが電気的かつ機械的に接続されている。
【0003】このようなコネクタ付きの丸線ケーブルは種々の電気機器に使用されており、例えば車載用回転コネクタにおいては、回転自在に連結された一対のハウジングの内部空間にフラットケーブルを巻回し、このフラットケーブルの両端をそれぞれハウジングの外部へ電気的に導出すると共に、該フラットケーブルの各導出端子に各丸線ケーブルの導線の一端を接続し、各導線の他端をコネクタの端子に接続してある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の如く構成された従来のケーブルとコネクタの接続構造にあっては、複数本の丸線ケーブルの導線をコネクタの端子に接続する際に、各丸線ケーブルは互いに分離されてばらばらであり、丸線ケーブルの導線を対応する端子に1本ずつ位置合わせしながら接続する必要があるため、かかる接続工程を自動化することが困難となり、作業性の点に難点があった。
【0005】なお、各丸線ケーブルの絶縁チューブ同志を接合し、複数本の丸線ケーブルを一体化した帯状ケーブルも知られているが、通常、帯状ケーブルの各導線の配列ピッチは対応する各端子の配列ピッチに比べて小さく、帯状ケーブルの端部に切り込みを形成して各絶縁チューブをばらばらに分離しなければならないため、この場合も、上記と同様に作業性および接続の信頼性に難点があった。
【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、その第1の目的は、接続作業が簡単で安価なケーブルとコネクタの接続構造を提供することにあり、その第2の目的は、組立作業性に優れ安価な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】上記した本発明の第1の目的は、複数本の導体を帯状の成形絶縁体内に埋設した成形ケーブルと、複数の端子を固定したコネクタハウジングとを具備し、前記各端子の後端部に該端子の配列方向に突出する幅広部が設けられ、これら幅広部と前記導体とが前記コネクタハウジングに設けられた収納凹所内で接続されることによって達成される。
【0008】また、上記した本発明の第2の目的は、回転自在に連結された一対のハウジングと、これら両ハウジング間の空間内に収納巻回され、その両端がハウジングの外部へ電気的に導出された可撓性ケーブルと、この可撓性ケーブルの導出部分に接続された出力ケーブルと、この出力ケーブルの先端に接続された外部コネクタとを備えた回転コネクタにおいて、前記外部コネクタと前記出力ケーブルの接続構造として上記の接続構造を用いることによって達成される。
【0009】
【作用】成形ケーブルの各導体をコネクタの対応する端子に接続する際、各端子の後端部にはその配列方向に突出する幅広部が設けられているため、各導体と各端子間の配列ピッチのずれは幅広部によって吸収され、各導体を対応する各端子に重ね合わせた状態で、両者をスポット溶接や超音波溶接等を用いて一度に接続することができる。また、このように成形ケーブルの各導体とコネクタの各端子間の配列ピッチのずれが吸収されるため、共通の成形ケーブルを種々のコネクタに接続することが可能となり、成形ケーブルを製造するための金型費を低減することができる。
【0010】さらに、前記成形ケーブルを回転コネクタの出力ケーブルとして用い、該出力ケーブルとその先端に取付けられる外部コネクタとの接続構造として上記の構成を採用すると、成形ケーブルの各導体と外部コネクタの各端子とを簡単に接続することができると共に、成形ケーブルの共用化が図れてコストを低減することができる。
【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断面図、図2は該回転コネクタの分解斜視図である。これらの図において、符号8は固定体8を示し、該固定体8は中心孔9aを有する円板状の底板9と、中心孔10aを有し底板9に一体化された上ケース10とからなり、底板9の上面には環状のガイド溝9bが形成されている。この固定体8の中央には軸挿入孔11aを有する可動体11が回転自在に装着されており、該可動体11の上下両端は前記底板9と上ケース10の中心孔9a,10aに案内されている。この可動体11の外周面と前記上ケース10の外筒部10bとの間にはリング状の空間が画成されており、この空間内には移動体12と可撓性ケーブル13が収納されている。この移動体12は、前記底板9のガイド溝9b上に配置された環状の回転リング14と、この回転リング14上に所定間隔を保って軸支された複数のローラ15とで構成されており、前記可撓性ケーブル13は1つのローラ15に沿ってU字状に反転されている。この可撓性ケーブル13は、互いに平行な複数本の導線を一対の絶縁フィルムでラミネートしたフラットケーブルと呼ばれるものからなり、本実施例の場合は2本の導線を埋設した2回路用のフラットケーブルが使用されている。また、後述するように、前記可撓性ケーブル13の両端は、前記上ケース10の外筒部10bと前記可動体11にそれぞれ固定された中継コネクタ16を介して成形ケーブル1に接続されており、各成形ケーブル1の先端には外部コネクタ17が取付けられている。
【0012】図3は前記成形ケーブル1の平面図、図4は図3のA−A線に沿う断面図であり、これらの図に示すように、成形ケーブル1は、ポリプロピレン等の比較的軟質な絶縁性樹脂からなる帯状の成形絶縁体2と、この成形絶縁体2の内部に埋設された複数本(本実施例では2本)の導体3とで構成されており、本実施例の場合、成形ケーブル1の各導体3の配列ピッチは前記可撓性ケーブル13の各導線の配列ピッチとほぼ同じのP1に設定されている。前記成形絶縁体2は同一形状の複数の分割ブロック4からなり、各分割ブロック4は接合部Sを介して長手方向に連続的に繋がれている。この分割ブロック4の一端には係合孔4aを有する薄肉部4bが、他端には係合突部4cを有する薄肉部4dがそれぞれ設けられており、両薄肉部4b,4dは板厚方向に段違いに形成されている。そして、隣り合う分割ブロック4は、前記接合部Sにおいてそれぞれの薄肉部4b,4d同志が重ねられ、一方の薄肉部4bの係合孔4aに他方の薄肉部4dの係合突部4cが充填されることにより、互いの形状を絡めながら前記導体3の長手方向に沿って連続的に繋がれている。また、各分割ブロック4の両側面には切欠き5が形成されており、これら切欠き5は成形絶縁体2の長手方向に沿って等ピッチで配列されている。一方、前記導体3は断面形状が角形の金属平板からなり、両導体3は互いに平行な状態で成形絶縁体2の内部に埋設されている。
【0013】図5は前記成形ケーブル1を製造するための射出成形金型の要部断面図であり、該射出成形金型は下型6と上型7とを具備し、これら下型6と上型7にはキャビティに達する押えピン6a,7aがそれぞれ設けられている。なお、図中、前回のショットで成形された分割ブロックには符号4Aを、今回のショットで成形された分割ブロックには符号4Bを付してある。この射出成形金型を用いて前記成形ケーブル1を製造する場合は、まず、下型6と上型7との間に導体3を供給してから型締めし、キャビティ内で該導体3を押えピン6a,7aによって挾持する。この状態で、図示省略したゲートから溶融樹脂をキャビティ内に射出し、該溶融樹脂を冷却・固化して分割ブロック4Aを成形する(第1ショット)。このように、導体3に1つの分割ブロック4Aをアウトサートしたなら、型開きして導体3を分割ブロック4Aと共に矢印B方向に搬送し、しかる後、再び型締めして2つ目の分割ブロック4Bを成形する(第2ショット)。その際、前回のショットで成形された分割ブロック4Aの左端に形成された係合孔4a内に、今回のショットで成形された分割ブロック4Bの右端の係合突部4cが充填されるため、両分割ブロック4A,4Bは互いの形状を絡めながら機械的に連結される。以下、上記の動作を繰り返すことにより、複数の分割ブロック4がチェーン状に繋がれて帯状の成形絶縁体2となり、図3,4に示した成形ケーブル1が製造される。
【0014】図6は前記成形ケーブル1と中継コネクタ16との接続部分を示す分解斜視図である。同図に示すように、前記中継コネクタ16は収納凹所を有しており、該収納凹所の底面にピン16aが立設されると共に、収納凹所の両側面に突部16bが一体成形されている。一方、前記可撓性ケーブル13の両導線13aと前記成形ケーブル1の両導体3とはスポット溶接や超音波溶接等を用いて接続された後、可撓性ケーブル13はピン16aによって中継コネクタ16内に位置決めされると共に、成形ケーブル1の切欠き5は中継コネクタ16の突部16bに係止される。しかる後、中継コネクタ16を前記可動体11に固定すると、空間の内部に収納された可撓性ケーブル13の一端は、成形ケーブル1に接続された状態で可動体11の外部へ電気的に導出される。同様に、前記可撓性ケーブル13の他端は、成形ケーブル1に接続された状態で固定体8の外部へ電気的に導出される。
【0015】図7は前記成形ケーブル1と外部コネクタ17との接続部分を示す分解斜視図、図8は該接続部分の平面図である。これらの図に示すように、前記外部コネクタ17は、スナップ結合等により互いに一体化されるコネクタケース18およびカバー19と、該コネクタケース18に圧入やモールド等により固定された一対の端子20とを具備しており、各端子20の配列ピッチP2は前記成形ケーブル1の各導体3の配列ピッチP1に比べて充分に小さい値に設定されている。また、各端子20の後端部には該端子20の配列方向に突出する幅広部20aが形成されており、これら幅広部20aはコネクタケース18の内部に画成された収納凹所22に延出している。また、この収納凹所22の底面には前記幅広部20aを臨む開口18aが穿設されると共に、収納凹所22の両側面には突部18bが一体成形されており、前記開口18aは蓋体21によって閉塞されるようになっている。このような外部コネクタ17を成形ケーブル1に取付ける場合は、まず、成形ケーブル1の切欠き5をコネクタケース18の突部18bに係止し、該成形ケーブル1の両導体3を収納凹所22内で各端子20の幅広部20a上に位置合わせする。この状態で、コネクタケース18の開口18aを利用して図示せぬ溶接用治具を導体3と幅広部20aの重なり部分に当接させ、これら導体と幅広部20aとをスポット溶接あるいは超音波溶接した後、コネクタケース18にカバー19と蓋体21とが装着される。
【0016】このように構成された回転コネクタは、自動車のステアリング装置に組み込まれて使用されるが、その際、固定体8はステアリングコラム等のステータ部材に取付けられ、固定体8から外部に導出された成形ケーブル1の外部コネクタ17は、例えば車体側に配設されたエアーバッグ回路に接続される。また、可動体11はハンドルに取付けられ、可動体11から外部に導出された成形ケーブル1の外部コネクタ17は、ハンドル側に装着されたエアーバッグ用インフレータに接続される。そして、使用に際し、ハンドルに連動して可動体11が例えば時計方向に回転すると、可撓性ケーブル13のU字状反転部は可動体11より少ない量だけ時計方向に移動し、それに追従して回転リング14とローラ15群を含む移動体12も同方向に移動し、該移動体12の移動量の約2倍の長さの可撓性ケーブル13が可動体11の外周面に巻き締められる。これとは逆に、ハンドルに連動して可動体11が反時計方向に回転すると、移動体12の移動量の約2倍の長さの可撓性ケーブル13が固定体8の外筒部10bに巻き戻される。
【0017】上記実施例に係る回転コネクタにあっては、可撓性ケーブル13の両端の導出部分に接続される出力ケーブルとして成形ケーブル1を用い、該成形ケーブル1の各導体3を外部コネクタ17の各端子20の幅広部20aに接続したため、成形ケーブル1側の各導体3間の配列ピッチP1と外部コネクタ17の各端子20間の配列ピッチP2とが一致しなくても、そのずれは幅広部20aによって吸収され、各導体3と各端子20とを簡単に接続することができる。特に、外部コネクタ17の各端子20の形状や配列ピッチP2は、回転コネクタが装着される車種に応じて種々のタイプが使用されるが、上記実施例にあっては、共通の成形ケーブル1に各種タイプの外部コネクタ17を接続することができる。したがって、成形ケーブル1を成形する射出成形金型は1種類で良く、成形ケーブル1を含めて回転コネクタのトータルコストを低減することができる。
【0018】また、成形ケーブル1の成形絶縁体2は同一形状の分割ブロック4を連続的に繋げたものであるから、その長さが拘束されることはなく、長尺な成形ケーブル1を安価に提供することができる。さらに、各分割ブロック4は自身の係合孔4aに隣り合う分割ブロック4の係合突部4cが充填されることにより、互いの形状を絡めながらチェーン状に繋がれているため、成形絶縁体2に作用する引っ張り力は各分割ブロック4間の接合部Sで受けられ、導体3に負荷がかかりにくくなって、機械的強度の高い成形ケーブル1を提供することができる。
【0019】また、成形ケーブル1に形成した切欠き5を中継コネクタ16と外部コネクタ17の突部16b,18bにそれぞれ係止したため、成形ケーブル1に引っ張り力が作用したとしても、その力を切欠き5と突部16b,18bとの係合部分で吸収することができ、導体3が導線13aあるいは端子20から剥離することを確実に防止することができる。しかも、前述したように、成形ケーブル1はそれ自体の機械的強度が高く、導体3が損傷を受けにくくなっているため、接続の信頼性が高い回転コネクタを提供することができる。
【0020】なお、上記実施例では、本発明を回転コネクタの出力ケーブルと外部コネクタとの接続構造に適用した場合について説明したが、本発明のケーブルとコネクタの接続構造は回転コネクタ以外の種々の電気機器に適用することができる。
【0021】また、成形ケーブルは上記実施例に限定されず、種々の変形例が可能である。例えば、隣り合う分割ブロック4間の境界線T(図3参照)を直線とする代わりに、階段状や円弧状等の非直線形状にすることも可能であり、その場合、接合部Sでの両導体3間の延面距離が長くなるため、両導体3間の絶縁抵抗を高めることができる。また、成形絶縁体2の材料としてフッ素樹脂等の撥水性の高い絶縁性樹脂を用いても良く、その場合、撥水性によって成形絶縁体2の表面の水分が排除され易くなるため、各分割ブロック4間に位置する接合部Sや、射出成形金型の押えピン6a,7aによって各分割ブロック4上に生じる孔2a(図3参照)に水分が侵入するのを確実に防止することができる。
【0022】また、上記実施例では、成形ケーブル1の切欠き5を係合部とし、外部コネクタ17の突部18bを規制部として用いた場合について説明したが、これら切欠きと突部の関係は上記実施例と逆、すなわち、成形ケーブル1に突部を設けると共に、外部コネクタ17のコネクタケース18に該突部と係止可能な切欠きを設けることも可能である。さらに、これら切欠きと突部の配設位置も上記実施例に限定されず、例えば、成形絶縁体2の幅方向における略中央位置に凹溝や孔等の切欠きを設け、コネクタケース18の収納凹所22の底面に突部を一体成形しても良い。
【0023】さらに、本発明による回転コネクタも、上記実施例に限定されず、例えば、U字状に反転した可撓性ケーブル13を用いる代わりに、渦巻き状に巻回した可撓性ケーブルを用いることも可能であり、その場合も上記と同様の効果を奏する。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のケーブルとコネクタの接続構造によれば、コネクタハウジングに固定された各端子の後端部に幅広部を設け、これら幅広部に成形ケーブルの各導体を接続するようにしたため、各導体と各端子間の配列ピッチのずれが幅広部によって吸収され、各導体を対応する各端子に重ね合わせた状態で、両者をスポット溶接や超音波溶接等を用いて簡単に接続することができる。また、このように成形ケーブルの各導体とコネクタの各端子間の配列ピッチのずれが吸収されるため、共通の成形ケーブルを種々のコネクタに接続することが可能となり、成形ケーブルを製造するための金型費を低減することができる。
【0025】また、本発明の回転コネクタによれば、上記のケーブルとコネクタの接続構造を、可撓性ケーブルの導出部分に接続される出力ケーブルと外部コネクタとの接続構造として利用したため、成形ケーブルの各導体と外部コネクタの各端子とを簡単に接続することができると共に、成形ケーブルの共用化が図れてコストを低減することができる。




 

 


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