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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8−227775
公開日 平成8年(1996)9月3日
出願番号 特願平7−33908
出願日 平成7年(1995)2月22日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎 (外2名)
発明者 松本 満典 / 坂内 拓之 / 伊藤 剛彦
要約 目的
反転座屈を防止するために貼着した弾性舌片が可撓性ケーブルから剥離するのを確実に抑制できる回転コネクタを提供する。

構成
第1のハウジング1の外筒部6と第2のハウジング2の内筒部13との間に画成されるリング状の収納空間14内に、ガイド突起19aを有する固定筒19と反転ローラ21Aとを対向設置した回転板20を回転自在に配置すると共に、可撓性ケーブル3を逆向きに巻回してその反転部3aを固定筒19と反転ローラ21Aとの間に挿入し、先端の自由端側部分17bが無負荷状態でほぼ直線状にフォーミングされた弾性舌片17を、内筒部13との連結部分における可撓性ケーブル3の内面に貼着した。
特許請求の範囲
【請求項1】 同軸的かつ相対的に回動自在に連結された第1および第2のハウジングと、前記第1のハウジングの外筒部と前記第2のハウジングの内筒部との間に画成された環状の収納空間内にケーブル反転部を介して逆向きに巻回され、その両端が前記内筒部と外筒部とにそれぞれ固定された可撓性ケーブルと、前記収納空間内に回動可能に配置され、前記可撓性ケーブルの反転部が通過する開口を有する移動体と、前記内筒部に前記可撓性ケーブルの一端と共に固定され、前記収納空間内に突出する延出部分が前記可撓性ケーブルの内面に沿って貼着された弾性舌片とを備え、前記弾性舌片の延出部分を、この弾性舌片が前記内筒部に固定されている側である基端側湾曲部と、無負荷状態でこの基端側湾曲部よりも曲率の大きい自由端側部分とで形成したことを特徴とする回転コネクタ。
【請求項2】 請求項1の記載において、前記移動体に前記可撓性ケーブルの反転部が巻回される反転ローラを設けると共に、この反転ローラに対向する固定筒を設け、かつ、この固定筒に前記反転ローラの外周面に沿って突出するガイド突起を形成し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、自動車のステアリング装置に組み込まれて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回転コネクタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】回転コネクタは、固定体と、この固定体に対して回動自在に装着された可動体との間を帯状の可撓性ケーブルにて連結したもので、可撓性ケーブルの巻回方法によって2つのタイプに大別される。1つは可撓性ケーブルを可動体と固定体との間に渦巻き状に巻回したもので、もう1つは可撓性ケーブルを可動体と固定体とに逆向きに巻回したものであるが、後者の方が必要とされる可撓性ケーブルの長さを短くしてコストの低減化が図れるため、近年、後者のタイプの回転コネクタが種々提案されている。図5および図6は本出願人によって先に提案された回転コネクタの概略構成を示す平面図であり、図5は可撓性ケーブルの巻回中立状態を、図6は可撓性ケーブルの巻き戻し終端状態をそれぞれ示し、可撓性ケーブルを逆向きに巻回した後者タイプのものである。同図に示すように、外筒部100aを有する第1のハウジング100の中央に内筒部101aを有する第2のハウジング101が回動自在に装着されており、これら第1のハウジング100と可動体101との間に画成される環状の収納空間内には帯状の可撓性ケーブル102が収納されている。この可撓性ケーブル102の両端は、外筒部100aと内筒部101aにそれぞれ固定された状態で第1のハウジング100と第2のハウジング101の外部に導出されており、前記収納空間内で、外筒部100aと内筒部101aとに巻回方向を逆向きにした状態で収納され、その巻き方向が転換される位置にU字状の反転部102aが形成されている。また、前記可撓性ケーブル102の内筒部101aとの固定部分近傍には、合成樹脂フィルムからなる弾性舌片103が貼着されており、この弾性舌片103によって可撓性ケーブル102の剛性が部分的に高められている。この弾性舌片103の収納空間内に突出する延出部分は、無負荷状態で内筒部101aの外周面とほぼ同じ曲率をもつように内側に湾曲され、かかる湾曲した延出部分が可撓性ケーブル102の内面に貼着されている。さらに、前記収納空間内には移動体104が回動自在に配置されており、この移動体104は、上面に複数本のピン105aと1つの固定筒105bとを立設したリング状の回転板105と、各ピン105aに回転自在に軸支されたローラ106群とで構成されている。そして、前述した可撓性ケーブル102の反転部102aは、前記固定筒105bとこれに対向するローラ106(以下このローラを反転ローラと称し、符号106Aを付す)との間の開口を通り、該反転ローラ106Aにループされている。
【0003】このように構成された回転コネクタは、図示せぬ自動車のステアリング装置に組み込まれて使用され、例えば第1のハウジング100がステアリングコラムに固定されて固定体となり、第2のハウジング101がハンドルに固定されて可動体となる。そして、ハンドルに連動して第2のハウジング101が図5の中立位置から時計方向に回転すると、可撓性ケーブル102の反転部102aは第2のハウジング101よりも少ない回動量だけ収納空間内を時計方向に移動し、この反転部102aに追従してローラ106群と回転板105も時計方向に移動し、これらの移動量の約2倍の長さの可撓性ケーブル102が外筒部100aから繰り出されて内筒部101aに巻き締められる。この場合、反転部102aは固定筒105bから離れて反転ローラ106Aと接触しながら内筒部101a方向へ繰り出されるため、反転ローラ106Aは反時計方向に自公転し、外筒部100aに巻回された可撓性ケーブル102はスムーズに反転部102a方向に繰り出されて内筒部101aに巻き締められる。
【0004】これとは逆に、ハンドルに連動して第2のハウジング101が図5の中立位置から反時計方向に回転すると、可撓性ケーブル102の反転部102aと移動体104は第2のハウジング101よりも少ない回動量だけ同方向に移動し、該移動量の約2倍の長さの可撓性ケーブル102が内筒部101aから繰り出されて外筒部100aに巻き戻される。この場合、内筒部101aに巻回された可撓性ケーブル102は径方向外側に幾分膨らむが、各ローラ106群と固定筒105bによってそれ以上膨出偏倚することが防止される。また、反転部102aは反転ローラ106Aから離れて固定筒105bと接触しながら外筒部100a方向へ繰り出されるが、両者の接触抵抗は極めて小さいため、内筒部101aに巻回された可撓性ケーブル102はスムーズに反転部102a方向に繰り出されて外筒部100aに巻き戻される。
【0005】このように、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、その組み込みの前に、第2のハウジング101の回転がスムーズであるか、あるいは第2のハウジング101の回動量が適正であるか等の種々の検査工程に供される。その際、作業者が第2のハウジング101を可撓性ケーブル102の巻き戻し方向に回転すると、図6に示すように、可撓性ケーブル102は巻き戻しの終端位置で外筒部100a側に全て巻き戻され、内筒部101aへの巻回部分はなくなる。この状態から第2のハウジング101を更に同方向に回転しようとしても、内筒部101aとの連結部分における可撓性ケーブル102は弾性舌片103によって剛性が高められているため、第2のハウジング101をそれ以上回転することはできず、可撓性ケーブル102の内筒部101a側での反転・座屈は弾性舌片103によって防止される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従来の回転コネクタでは、検査工程で可撓性ケーブル102が巻き戻しの終端位置にくると、弾性舌片103は可撓性ケーブル102と共に反転ローラ106Aにループされ、該反転ローラ106Aに沿って外側へ湾曲するが、この弾性舌片103は無負荷状態で内筒部101aの外周面とほぼ同じ曲率をもつように内側に湾曲されており、しかも、可撓性ケーブル102に比べて剛性が大きいため、反転ローラ106Aに沿って外側へ湾曲した時に、可撓性ケーブル102の形状に追従しにくなる。その結果、可撓性ケーブル102の巻き戻しと巻き締め動作を何度も繰り返すと、図7に示すように、弾性舌片103の先端が可撓性ケーブル102から剥がれて固定筒105bにぶつかり、巻き戻し途中にある第2のハウジング101の回転を止めたり、弾性舌片103の延出部分が可撓性ケーブル102から完全に剥がれ、弾性舌片103による座屈防止機能がなくなる、等の不良の原因を招来するという問題があった。
【0007】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あって、その目的は、弾性舌片の剥離を確実に防止できる回転コネクタを提供することにある。
【0008】
【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、同軸的かつ相対的に回動自在に連結された第1および第2のハウジングと、前記第1のハウジングの外筒部と前記第2のハウジングの内筒部との間に画成された環状の収納空間内にケーブル反転部を介して逆向きに巻回され、その両端が前記内筒部と外筒部とにそれぞれ固定された可撓性ケーブルと、前記収納空間内に回動可能に配置され、前記可撓性ケーブルの反転部が通過する開口を有する移動体と、前記内筒部に前記可撓性ケーブルの一端と共に固定され、前記収納空間内に突出する延出部分が前記可撓性ケーブルの内面に沿って貼着された弾性舌片とを備え、前記弾性舌片の延出部分を、この弾性舌片が前記内筒部に固定されている側である基端側湾曲部と、無負荷状態でこの基端側湾曲部よりも曲率の大きい自由端側部分とで形成したことを、最も主要な特徴としている。
【0009】
【作用】回転コネクタの検査工程等において、第1または第2のハウジングが可撓性ケーブルの巻き戻し方向に過度に回転されると、可撓性ケーブルの内筒部側の端部は弾性舌片によって補強され、当該部分での反転座屈は防止される。ここで、可撓性ケーブルに貼着された弾性舌片の延出部分は、弾性舌片が内筒部に固定されている側である基端側湾曲部と、無負荷状態でこの基端側湾曲部よりも曲率の大きい自由端側部分とで形成されているため、弾性舌片の先端が反転部となった時の変形量は自由端側部分を基準とした少ないものとなり、該弾性舌片が可撓性ケーブルから剥離することを抑制できる。
【0010】
【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平面図、図2は該回転コネクタの縦断面図、図3は該回転コネクタの分解斜視図、図4は該回転コネクタに備えられる弾性舌片の無負荷状態を示す平面図であり、図1は第1のハウジングの一部を省略してある。これらの図に示すように、本実施例に係る回転コネクタは、第1のハウジング1と、第1のハウジング1に対して回動自在に装着された第2のハウジング2と、両ハウジング1,2間に収納された可撓性ケーブル3と、両ハウジング1,2間に回動自在に配置された移動体4とで概略構成されている。
【0011】第1のハウジング1は、天板5の外周縁に外筒部6を垂下した上ケース7と、外筒部6の下端に接合・一体化された下カバー8とで構成されている。上ケース7の天板5と下カバー8のそれぞれの中央にはセンタ孔9,10が開設されており、また下カバー8の下面にはリング状のガイド溝11が設けられている。一方、第2のハウジング2は中央に軸挿入孔12を有する筒状体からなり、外周縁の上下両端が前記上ケース7と下カバー8のセンタ孔9,10にガイドされることにより、第1のハウジング1に対して回動自在に連結されている。この第2のハウジング2の外周面は内筒部13となっており、第1のハウジング1側の天板5と外筒部6および下カバー8と、第2のハウジング2側の内筒部13との間には平面視リング状の収納空間14が画成されている。
【0012】可撓性ケーブル3は、互いに平行な導線を一対の絶縁フィルムでラミネートした帯状の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5本の導線を埋設した5回路用のフラットケーブルが使用されている。この可撓性ケーブル3の一端は前記外筒部6に固定された第1のコネクタ15に接続され、該第1のコネクタ15を介して第1のハウジング1の外部に導出されている。一方、可撓性ケーブル3の他端は前記内筒部13に固定された第2のコネクタ16に接続され、該第2のコネクタ16を介して第2のハウジング2の外部に導出されている。図1に示すように、可撓性ケーブル3は、第1のコネクタ15から外筒部6の内壁に時計方向に巻回され、そこからU字状に反転し(以下、これを反転部3aという)、さらに内筒部13の外壁周りに反時計方向に巻回されて第2のコネクタ16に至るよう、前記収納空間14内に収納されている。また、内筒部13の近傍の可撓性ケーブル3の内面には、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の可撓性に富むフィルム材からなる弾性舌片17が貼着されており、この弾性舌片17は可撓性ケーブル3の他端と共に内筒部13に固定されている。
【0013】移動体4は、上面に複数本のピン18と1つの固定筒19とを立設したリング状の回転板20と、各ピン18に回転自在に軸支されたローラ21群とで構成されており、各ローラ21群のうち固定筒19と開口22を介して対向するローラ21が反転ローラ(以下これに符号21Aを付す)となっている。図1に示すように、前記回転板20の内周縁には第1のリブ23が立設されており、この第1のリブ23は反転ローラ21Aとこれに隣接するローラ21間、固定筒19とこれに隣接するローラ21間、およびそれ以外の各ローラ21間に若干のクリアランスを存して形成されている。また、前記回転板20には前記第1のリブ23の両端近傍に位置する第2のリブ24が立設されており、これら第2のリブ24は前記クリアランスを実質的に小さくする補助リブとして機能する。さらに、前記固定筒19の周面の一部にはガイド突起19aが一体成形されており、このガイド突起19aは前記反転ローラ21Aの周面に沿って突出している。そして、このように構成された移動体4は前記収納空間14内に配置され、回転板20が前記下カバー8のガイド溝11と嵌合することによって収納空間14の径方向に回転自在に案内されている。また、前述した可撓性ケーブル3の反転部3aは、前記固定筒19と反転ローラ22Aとの間の開口22を通り該反転ローラ22Aにループされており、前記第1のリブ23と第2のリブ24は、組立時に反転部3aが反転ローラ21A以外のローラ21に誤ってループされるのを防止する。
【0014】図4に示すように、前記弾性舌片17の収納空間14内に突出する延出部分は、内筒部13に固定されている側である基端側湾曲部17aと、この基端側湾曲部17aの先端に連続する自由端側部分17bとを有し、これら基端側湾曲部17aと自由端側部分17bは、無負荷状態で互いの曲率を異にした形状にフォーミングされている。すなわち、基端側湾曲部17aは半径をRとする前記内筒部13の曲率とほぼ同じに湾曲されているが、自由端側部分17bは基端側湾曲部17aよりも充分に大きな曲率、好ましくはほぼ直線状に形成されており、弾性舌片17は予めこのようにフォーミングされた状態で前記可撓性ケーブル3の内面に貼着されている。
【0015】次に、前記第1のハウジング1を固定体として用い、第2のハウジング2を可動体として用いた場合を例にとって、上記実施例に係る回転コネクタの動作を説明する。この場合、回転コネクタは後述する検査工程を経た後、第1のハウジング1がステアリング装置のステアリングコラム側に固定され、上ケース7から外部に導出されたリード線は、車体側に装着されたエアーバッグ駆動回路やホーン回路等に接続される。また、第2のハウジング2はステアリングシャフトやハンドル等に連結され、第2のハウジング2から外部に導出されたリード線は、ハンドル側に装着されたエアーバッグ用インフレータやホーンスイッチ等に接続される。
【0016】使用に際し、ハンドルを時計あるいは反時計方向に回転すると、その回転力が第2のハウジング2に伝達され、第2のハウジング2が時計あるいは反時計方向に回転する。例えば、ハンドルの中立位置から第2のハウジング2が時計方向に回転すると、可撓性ケーブル3の反転部3aは第2のハウジング2よりも少ない回転量だけ時計方向に移動し、反転ローラ22Aが反転部3aに引っ張られるため、反転部3aに追従して回転板20も時計方向に移動し、これらの移動量の約2倍の長さの可撓性ケーブル3が外筒部6側から繰り出されて内筒部13の周面に巻き締められる。この場合、反転部3aは固定筒19から離れて反転ローラ22Aと接触しながら内筒部13方向へ繰り出されるため、反転ローラ22Aは反時計回り方向に自転し、外筒部6に巻回された可撓性ケーブル3は、ローラ22群に接触してこれらを反時計回り方向に自転させることによりスムーズに反転部3a方向に繰り出され、反転部3aを経て内筒部13側に巻き締められる。
【0017】上記とは逆に、ハンドルの中立状態から第2のハウジング2が反時計方向に回転すると、可撓性ケーブル3の反転部3aは第2のハウジング2よりも少ない回転量だけ反時計方向に移動し、この反転部3aは反転ローラ22Aから離れて固定筒19を押圧するため、反転部3aに追従して回転板20も反時計方向に移動し、これらの移動量の約2倍の長さの可撓性ケーブル3が内筒部13から繰り出されて外筒部6に巻き戻される。この場合、内筒部13より径方向外側に膨らむ可撓性ケーブル3からの時計回り方向の自転力と、反転部3aからの反時計回り方向の自転力という逆方向の力が固定筒19に作用するものの、この固定筒19は回転板20に固定されているため、ローラ22群のように回転しない。したがって、固定筒19には反転部3aの繰り出しを相殺する回転力は作用せず、内筒部13に巻回された可撓性ケーブル3は、ローラ22群に接触してこれらを時計回り方向に自転させることによりスムーズに反転部3a方向に繰り出され、この反転部3aを経て外筒部6側に巻き戻される。
【0018】このように構成された回転コネクタは、ステアリング装置に組み込まれる前に、第2のハウジング2の回転がスムーズであるか、あるいは第2のハウジング2の回動量が適正であるか等の種々の検査工程に供される。その際、作業者が第2のハウジング2を可撓性ケーブル3の巻き戻し方向に回転すると、図1に示すように、可撓性ケーブル3は巻き戻しの終端位置で外筒部6側に全て巻き戻され、内筒部13への巻回部分はなくなる。この状態から第2のハウジング2を更に同方向に回転しようとしても、内筒部13との連結部分における可撓性ケーブル3弾性舌片17によって剛性が高められているため、第2のハウジング2をそれ以上回転することはできず、可撓性ケーブル3の内筒部13側での反転・座屈は弾性舌片17によって防止される。この場合、弾性舌片17の先端の自由端側部分17bは反転ローラ22Aの外周面に沿って外側に湾曲されるが、この自由端側部分17bは無負荷状態でほぼ直線状にフォーミングされているため、自由端側部分17bが反転部となった時の変形量は直線を基準とした少ないものとなり、弾性舌片17の先端が可撓性ケーブル3から剥離することを抑制できる。また、弾性舌片17の先端が開口22内に侵入する際、自由端側部分17bはガイド突起19aに沿って固定筒19と接触するため、自由端側部分17bに急激な曲げ応力は作用せず、しかも、このガイド突起19aは反転ローラ21Aの周面に沿って突出しているため、開口22内に位置している自由端側部分17bに対して可撓性ケーブル3から剥がれるのを阻止し、この点からも、弾性舌片17が可撓性ケーブル3から剥がれにくくなっている。
【0019】なお、上記実施例では、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を可動体とし、第2のハウジング2を固定体として用いることも可能である。
【0020】また、上記実施例では、ガイド突起19aを有する固定筒19を中空形状とした場合について説明したが、移動体4の総重量は若干増えるものの、固定筒19を中実形状としても同様の効果が奏せられる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転コネクタによれば、可撓性ケーブルの反転座屈を防止する弾性舌片が、内筒部に固定されている側である基端側湾曲部と、無負荷状態でこの基端側湾曲部よりも曲率の大きい自由端側部分とで形成されているため、弾性舌片の先端が反転部となった時の変形量は無負荷状態の自由端側部分を基準とした少ないものとなり、弾性舌片が可撓性ケーブルから剥離することを確実に防止できる。また、移動体に可撓性ケーブルの反転部が巻回される反転ローラを設けると共に、この反転ローラに対向する固定筒に該反転ローラの外周面に沿って突出するガイド突起を形成した場合、弾性舌片の自由端側部分が反転ローラと固定部との間に侵入した際に、固定部のガイド突起によって自由端側部分が可撓性ケーブルから剥離するのを抑制でき、弾性舌片の剥離をより効果的に防止できる。




 

 


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