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発明の名称 クロックスプリングの回転ロック機構
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2001−23746(P2001−23746A)
公開日 平成13年1月26日(2001.1.26)
出願番号 特願平11−190898
出願日 平成11年7月5日(1999.7.5)
代理人 【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 (外8名)
【テーマコード(参考)】
3D030
【Fターム(参考)】
3D030 DB22 DB25 
発明者 榊原 武
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 相対的に回転可能なステータとロータとで形成されるハウジング内にフラットケーブルが収納され、このフラットケーブルの一端が前記ステータ側に接続され、かつ該フラットケーブルの他端が前記ロータに設けられたコネクタ部に接続されるクロックスプリングにおいて、前記ロータに軸方向に貫通する回転ロック部材が備えられ、この回転ロック部材の一端部が前記コネクタ部内に突出するように配置され、前記回転ロック部材の他端部に、前記ロータと前記ステータとが中立位置にある状態で前記ステータ側に設けられたストッパに係合して相対回転を阻止するロック片を有し、かつ前記回転ロック部材に、前記フラットケーブルの他端に接続された一対のターミナル間を短絡/短絡解除させるショートバーを一体的に備えてなり、前記コネクタ部に相手側のコネクタが装着されることにより、前記回転ロック部材の一端部が押されて、前記ショートバーおよび前記ロック片に解除動作を行わせることを特徴とするクロックスプリングの回転ロック機構。
【請求項2】 請求項1記載のクロックスプリングの回転ロック機構であって、前記コネクタ部は前記ロータのステアリング・ホイール側に設けられた雌コネクタであることを特徴とするクロックスプリングの回転ロック機構。
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のクロックスプリングの回転ロック機構であって、前記回転ロック部材は前記一端部が前記コネクタ部内に突出するように付勢手段で付勢され、かつ前記コネクタ部内の前記一端部が前記相手側のコネクタの先端面により押圧されて前記回転ロック部材を軸方向に移動させることを特徴とするクロックスプリングの回転ロック機構。
【請求項4】 請求項3記載のクロックスプリングの回転ロック機構であって、前記回転ロック部材は前記ロータを軸方向に貫通して配置され、前記一端部が前記コネクタ部の内底壁を貫通して前記コネクタ部内に突出し、前記内底壁の下に前記回転ロック部材を前記ステアリング・ホイール側へ付勢する前記付勢手段が配されていることを特徴とするクロックスプリングの回転ロック機構。
【請求項5】 請求項4記載のクロックスプリングの回転ロック機構であって、前記ショートバーは導電性材料でなり、かつ前記回転ロック部材の前記一端部の下に当該一端部と直角をなすように形成され、前記内底壁の下面には前記フラットケーブルの他端に接続された一対のターミナルが前記ショートバーにそれぞれ接触自在に配置されていることを特徴とするクロックスプリングの回転ロック機構。
【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のクロックスプリングの回転ロック機構であって、前記相手側のコネクタはエアバッグのガス発生装置に接続されていることを特徴とするクロックスプリングの回転ロック機構。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、相対回転するロータとステータとからケーシングが構成されたクロックスプリングの回転ロック機構に関し、詳しくは、車両のステアリング・ホイール(回転側)とステアリング・コラム(固定側)との間で信号や電力を伝送するフラットケーブルを収納する部分の回転ロック機構に係わる。
【0002】
【従来の技術】この種のクロックスプリングは、図6に示すように、例えばステアリング・ホイール1とステアリング・コラム2との間に配置される。従来のクロックスプリングの回転ロック機構としては、特開平8−265951号公報や特開平9−148021号公報等に記載されたものが知られている。
【0003】以下、このような回転ロック機構が配置される部分の構成(背景)、ならびに回転ロック機構自体の構成について図6および図7を用いて説明する。図7に示すように、フラットケーブル3は、相対的に回転可能なステータ4とロータ5とで形成される環状のハウジング6内に収容されている。図6に示すように、ステータ4はステアリング・コラム2側に固定され、ロータ5はステアリング・ホイール1及びステアリング・シャフト7に固定される。尚、図6中符号8A,8Bはステアリング・コラム2を覆う上,下コラムカバーである。
【0004】フラットケーブル3は例えば平型帯状の電線である。図7に示すように、ハウジング6には上記フラットケーブル3がゼンマイ(コイルバネ)のように緩い渦巻き状となるように巻かれた状態で配置される。このフラットケーブル3の一端側は、ステータ4側から導き出されて車両本体側に設けられたクラクション駆動回路やエアバッグ制御駆動回路等の電気回路に接続される。尚、図6中符号9はフラットケーブル3の一端に接続された配線(ワイヤハーネス)を示している。
【0005】また、フラットケーブル3の他端側は、ロータ5側に形成されたソケット状の雌コネクタ10に接続されている。尚、この雌コネクタ10には、ステアリング・ホイール・パッド12内に備えられているSRS(Supplemental Restraint System)エアバッグ(以下、単にエアバッグという)のエアバック展開装置としてのガス発生装置(以下、インフレータという)やクラクション・スイッチ装置等に接続される配線11の両端側の各雄コネクタ11A,11Bのうちの一方の雄コネクタ11Aが嵌合されるようになっている。
【0006】このような背景において、クロックスプリングの回転ロック機構は、組み立て工程において有用となる。なぜならば、ハウジング6に収納されているフラットケーブル3の巻き状態がステアリング・ホイール1の回転にともなって変化するので、当該組み立て工程において、その巻き状態の中立位置がステアリング・ホイール1の中立位置に合致するようにロックしておく必要がある。そうでなければ、組み立て後にステアリング・ホイール1を一杯まで回す途中でフラットケーブル3の巻き状態が締まり過ぎ、または、緩み過ぎによりテンションがかかり過ぎ、もしくは、回転範囲が足りなくなってフラットケーブル3が切断されるという事態が起こるからである。
【0007】このため、図7に示すように、ステータ4とロータ5とがフラットケーブル3の巻き状態に基づいて中立位置にある状態で両者をロックする弾性を有した係合レバー5Aがロータ5側に設けられている。この係合レバー5Aには、雌コネクタ10の内底に位置する突起5Bが上向きに突設されている。この係合レバー5Aは、これらステータ4とロータ5とが中立位置にある状態でステータ4側に係合するようになっている。また、組み立て工程では、係合レバー5Aがステータ4側に係合(ロック)した状態のまま取り付けを行い、取り付けが終了した後に雌コネクタ10内に雄コネクタ11Aを挿入・保持した時点で、突起5Bが雄コネクタ10に押されて係合レバー5Aとステータ4側との係合を解除するようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記したクロックスプリングの回転ロック機構においては、以下に説明するような課題がある。即ち、組み立て工程においてインフレータの誤動作に起因するエアバッグの誤展開を防止するために、エアバッグ制御駆動回路を短絡(ショート)状態に保つショート用電極板(以下、ショートバーという)を別途設ける必要があった。このため、上記した回転ロック機構を構成する部材を設けることに加えて、ショートバーを設けると部品点数が増加することと、それにともなう組み付け作業やショートバーの短絡解除作業が煩雑になるという問題点があった。
【0009】そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、回転ロック部材とエアバッグ制御駆動回路等を短絡/短絡解除させるショートバーとを備えつつ、部品点数を削減して組み付けを確実かつ容易に行うことができるクロックスプリングの回転ロック機構を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、相対的に回転可能なステータとロータとで形成されるハウジング内にフラットケーブルが収納され、このフラットケーブルの一端側が前記ステータ側に接続され、かつ該フラットケーブルの他端側が前記ロータに設けられたコネクタ部に接続されるクロックスプリングにおいて、前記ロータに軸方向に貫通する回転ロック部材が備えられ、この回転ロック部材の一端部が前記コネクタ部内に突出するように配置され、前記回転ロック部材の他端部が前記ロータと前記ステータとが中立位置にある状態で前記ステータ側に設けられたストッパに係合して相対回転を阻止するロック片を有し、かつ前記回転ロック部材に前記フラットケーブルの他端に接続された一対のターミナル間を短絡/短絡解除させるショートバーを一体的に備えてなり、前記コネクタ部に相手側のコネクタが装着されることにより、前記回転ロック部材の一端部が押されて、前記ショートバーおよび前記ロック片に解除動作を行わせることを特徴とする。
【0011】このクロックスプリングの回転ロック機構では、ロータ側に備えられた回転ロック部材のロック片がステータ側のストッパに係合することより、ステータとロータとの相対位置が中立の状態で保持される。また、ショートバーが回転ロック部材に一体的に設けられているため、部品数が少ないにもかかわらず、回転ロック部材の動作にともなって、一対のターミナルに対する短絡/短絡解除動作が確実に行われる。
【0012】請求項2記載の発明は、請求項1記載のクロックスプリングの回転ロック機構であって、前記コネクタ部は前記ロータのステアリング・ホイール側に設けられた雌コネクタであることを特徴とする。
【0013】このクロックスプリングの回転ロック機構では、雌コネクタ内に回転ロック部材の一端部を突出するように配置させることにより、雌コネクタに装着する相手側のコネクタの嵌合により回転ロック部材の一端部を確実に押すことが可能となる。また、雌コネクタ内で回転ロック部材の一端部が突出しているため、相手側のコネクタを装着しない限り、ステータとロータとの中立状態が維持される。
【0014】請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のクロックスプリングの回転ロック機構であって、前記回転ロック部材は前記一端部が前記コネクタ部内に突出するように付勢手段で付勢され、かつ前記コネクタ部内の前記一端部が前記相手側のコネクタの先端面により押圧されて前記回転ロック部材を軸方向に移動させることを特徴とする。
【0015】このクロックスプリングの回転ロック機構では、付勢手段により回転ロック部材が付勢されており、コネクタ部に相手側のコネクタを装着しない限り付勢力によりステータとロータとの中立位置の保持およびショートバーにより一対のターミナルに対する短絡状態が保持される。
【0016】請求項4記載の発明は、請求項3記載のクロックスプリングの回転ロック機構であって、前記回転ロック部材は前記ロータを軸方向に貫通して配置され、前記一端部が前記コネクタ部の内底壁を貫通して前記コネクタ部内に突出し、前記内底壁の下部に前記回転ロック部材を前記ステアリング・ホイール側へ付勢する前記付勢手段が配されていることを特徴とする。
【0017】このクロックスプリングの回転ロック機構では、回転ロック部材がロータを軸方向にスライド移動するとともに、付勢手段が内底壁下に配置されているため、例えば圧縮したコイルばね等を用いることができる。
【0018】請求項5記載の発明は、請求項4記載のクロックスプリングの回転ロック機構であって、前記ショートバーは導電性材料でなり、かつ前記回転ロック部材の前記一端部の下に当該一端部と直角をなすように形成され、前記内底壁の下面には前記フラットケーブルの前記他端に接続された一対のターミナルが前記ショートバーにそれぞれ接触自在に配置されていることを特徴とする。
【0019】このクロックスプリングの回転ロック機構では、ステータとロータとが中立位置にある状態では、回転ロック部材の一端部がコネクタ部内に突出した状態にあり、このときショートバーはフラットケーブルの他端に接続された一対のターミナル間を短絡させている状態となる。このため、ステアリング・ホイール側に備えられた電気装置に誤って電気信号や電力が伝送されるのを有効に防止できる。
【0020】請求項6記載の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のクロックスプリングの回転ロック機構であって、前記相手側のコネクタはエアバッグのガス発生装置(インフレータ)に接続されていることを特徴とする。
【0021】このクロックスプリングの回転ロック機構では、エアバッグのインフレータに誤信号が入力されるのを防ぐことができ、安全かつ円滑な組み付け作業を行うことが可能になる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るクロックスプリングの回転ロック機構の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【0023】図1は組み付け前の状態を示す回転ロック機構を備えたクロックスプリングの要部の断面図である。図1中符号21はクロックスプリングのハウジングを示している。このハウジング21は、ステアリング・コラム側に固定されるステータ22と、ステアリング・ホイール側に固定されるロータ23とからなる。ステータ22は中央に開口部22Aが形成され、該開口部22Aに図示しないステアリング・シャフト及びロータ23が嵌合する。また、ステータ22の外周部には図示しない回転軸と平行をなすように立ち上がる外周壁部22Bが周回して形成されている。即ち、ステータ22は、内底中央に開口が形成されたほぼ容器形状をなす。さらに、ステータ22の開口部22Aの周縁近傍には下方に突出するストッパ22Cが形成されている。
【0024】一方、ロータ23は、上記したステータ22の開口部22Aに嵌合する管形状の内筒部23Aと、この内筒23Aの上部に形成された円板状のフランジ部23Bとを有する。また、内筒部23Aの下部外周には、ステータ22の開口部22Aが形成された底部の周縁部に載った状態で回転スライド可能な当接フランジ23Cが形成されている。さらに、フランジ部23Bの周縁下部には、ステータ22の外周壁部22Bを包囲するように垂下する周回壁23Dが形成されている。
【0025】そして、図1に示すように、これらステータ22とロータ23とで形成される断面略矩形状の空隙26内には、例えばフラットケーブル27が恰もコイルバネのように緩い渦巻き状となるように巻かれた状態で配置される。このフラットケーブル27の一端側は、ステータ22側から導き出されて車両本体側に設けられたエアバッグ制御駆動回路等の電気回路に接続されるようになっている。また、フラットケーブル27の他端側は、ロータ23側に設けられた後述する一対のターミナル25,25の各他端部25Bに接続されるようになっている。
【0026】次に、このような構成に付設されるショートバー解除機構を兼ねる回転ロック機構について説明する。
【0027】図1に示すように、ロータ23の内筒部23Aの上端部には、ソケット状の雌コネクタ(コネクタ部)24が設けられている。この雌コネクタ24の内底には一対のターミナル(端子)25,25の各一端部25Aが互いに所定間隔を隔ててそれぞれ上方に向けて突設されている。この一対のターミナル25,25の各他端部25Bはロータ23の内筒部23Aの壁内部に導かれて、フラットケーブル27の他端側に接続されている。また、ロータ23における雌コネクタ24の下方には、該雌コネクタ24の内底壁24Aを介して所定上下寸法を有するロック部材付勢空間28が形成されている。尚、一対のターミナル25,25のうちの一方は例えばエアバック制御駆動装置のPOWER(電源)に接続され、他方は例えばGNDに接続されるようになっている。
【0028】図2はステータ22とロータ23とが中立位置にある状態で両者の位置関係を保持するための回転ロック部材29を示している。また、図3(a)は回転ロック部材29及び一対のターミナル25,25との関係を示す平面図、図3(b)は同関係を示す側面図、図3(c)は同関係を示す正面図である。尚、この回転ロック部材29は、図1に示すように、ロータ23における雌コネクタ24からロータ23の下方に突出するように配置されている。
【0029】図2,図3(a)〜図3(c)に示すように、回転ロック部材29の上部には雌コネクタ24の内底から上方に向けて突出するように内底壁24Aを貫通して配置される解除突起(一端部)29Aが形成されている。この解除突起29Aは上記一対のターミナル25,25を隔てるようにこれらの間に位置するように設定される。また、解除突起29Aの下部には、該解除突起29Aで隔てられた一対のターミナル25,25間を短絡(ショート)させる導電性材料からなるショートバー29Bが設けられている。このショートバー29Bと解除突起29Aとは、略T字形状をなすように一体的に形成されている。そして、図1に示すように、ショートバー29Bはロック部材付勢空間28内に配置されている。
【0030】また、ショートバー29Bの下部には、下方に延在されたロックバー29Cがロータ23におけるロック部材付勢空間28から該ロータ23の下方にわたって貫通するように形成されている。このロックバー29Cの下端部には回転外側へ向けてロック片29Dが一体形成されている。このロック片29Dは、ステータ22とロータ23とが中立位置にある状態で該ステータ22の下部に突設したストッパ22Cに当たってステータ22とロータ23とが相対的に回転しないように保持するようになっている。さらに、ロータ23の内筒部23Aを上下にほぼ貫通するロックバー29Cは、図2に示すように偏平な板状体であるため、内筒部23Aに対して上下スライド移動可能にかつ比較的に密に嵌合してある。このため、相対的にストッパ22Cからロック片29Dに応力がかかてもロック片29Dは回転することなく、ステータ22とロータ23との相対的な回転を阻止するようになっている。
【0031】また、ロック部材付勢空間28に位置するショートバー29Bの下面とロック部材付勢空間28の底面との間には、ロックバー29Cに介装されたコイルばね(付勢手段)30が配置されている。このコイルばね30はショートバー29Bの下面を付勢して内底壁24Aの下面に該ショートバー29Bの上面側を押し付けるように設定されている。このため、ステータ22とロータ23との位置が中立位置にある状態でロック片29Dがストッパ22Cに係止し、解除突起29Aが内底壁24Aから上方に向けて突出するようになっている。このとき、図1に示すように、解除突起29Aで隔てられた一対のターミナル25,25間は、ショートバー29Bで短絡された状態になっている。
【0032】次に、図4及び図5を用いて本実施形態のクロックスプリングの回転ロック機構の作用について説明する。まず、車両組付前において、ステータ22とロータ23とが中立位置にある状態で回転ロック部材29のロック片29Dをストッパ22Cに係止させる。この状態では、クロックスプリングのハウジング21を構成するステータ22とロータ23とは相対回転を行うことができないように保持される。この状態で作業者はクロックスプリングのハウジング21を車体側に組み付ける。即ち、ステータ22を図示しないステアリング・コラム側に固定し、ロータ23を図示しないステアリング・シャフト及び図示しないステアリング・ホイールに固定する。そして、図4に示すように、ステアリング・ホイールのホイールパッド(図示省略)内に設けられたインフレータ(図示省略)側の雄コネクタ(相手側のコネクタ)31をロータ23の雌コネクタ24に嵌合する。図4は雌コネクタ24内に突出する解除突起29Aの上端面とインフレータ側の雄コネクタ31とが当接した状態を示している。この状態では、ショートバー29Bと一対のターミナル25,25の各中途部25Cとの短絡は解除されておらず、短絡状態が保持されている。
【0033】そして、図4に矢印で示す嵌合方向へインフレータ側の雄コネクタ31を嵌合して行くと、回転ロック部材29の解除突起29Aはインフレータ側の雄コネクタ31の下面(先端面)で押されて、コイルばね30の反発力に抗して下方へ移動する。この移動にともないショートバー29Bは一対のターミナル25,25の各中途部25Cから離れて短絡状態を解除する。また、これと同時にロック片29Dはステータ22の下面に突設されたストッパ22Cから更に下方へ外れて、ロック状態を解除する。この時点でステータ22とロータ23との相対回転が可能となる。尚、この状態では、ロータ23の雌コネクタ24に装着されたインフレータ側の雄コネクタ31が該雌コネクタ24に保持されているため、回転ロック部材29は上昇移動して再度ストッパ22Cをロックすることはない。
【0034】以上、本実施形態の構成、作用について説明したが、本実施形態においては、回転ロック部材29がステータ22とロータ23との間に配置されたフラットケーブル27が設けられたクロックスプリングのハウジング21におけるロック・ロック解除機能と、エアバッグ制御駆動回路の短絡・短絡解除機能とを兼ね備えるため、ハウジング21における設置スペースのコンパクト化を図ることができる。また、ショートバー29Bが回転ロック部材29に一体形成され、インフレータ側の雄コネクタ31の装着タイミングとショートバー29Bの短絡解除タイミングとを同じにできるため、別途ショートバーの短絡解除操作を必要としないという利点がある。これに伴い、回転ロック機構側とショートバー短絡解除機構側の部品点数を削減できるため、組み付け作業が容易になるという利点がある。
【0035】以上実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明によれば、ロータ側に備えられた回転ロック部材のロック片がステータ側のストッパに係合することより、ステータとロータとの相対位置が中立の状態で保持できるという効果がある。また、ショートバーが回転ロック部材に一体的に設けられているため、部品数を削減できるという効果がある。さらに、回転ロック部材の動作にともなって、一対のターミナルに対するショートバーの短絡解除動作とストッパに対する回転ロック部材のロック解除動作を同時に行うことができ、煩雑な作業をなくすことができる。
【0037】請求項2の発明によれば、コネクタ部としての雌コネクタ内に回転ロック部材の一端部を突出するように配置させるため、雌コネクタに装着する相手側のコネクタの嵌合により回転ロック部材の一端部を確実に押すことが可能となり、操作性を向上することができる。また、雌コネクタ内で前記回転ロック部材の一端部が突出しているため、相手側のコネクタを装着しない限り、ステータとロータとの中立状態を維持することができ、組み付け作業を確実に行うことができるという効果がある。
【0038】請求項3の発明によれば、付勢手段により回転ロック部材が付勢されており、コネクタ部に相手側のコネクタを装着しない限り付勢手段の付勢力によりステータとロータとの中立位置の保持及びショートバーにより一対のターミナルの短絡状態を保持することができるため、作業を容易に行うことができる効果がある。
【0039】請求項4の発明によれば、回転ロック部材がロータを軸方向にスライド移動すると共に、付勢手段がコネクタ部の内底壁下に配置されているため、付勢手段を確実に保護することができる効果がある。
【0040】請求項5の発明によれば、例えばステアリング・ホイール側に備えられた電気装置に誤って電気信号や電力が伝送されるのを有効に防止することができ、安全な作業を行うことができる。
【0041】請求項6の発明によれば、エアバッグのインフレータに誤信号が入力されるのを防ぐことができ、安全かつ円滑な組み付け作業を行うことができるという効果を有する。




 

 


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