(57)【要約】【課題】  必要とされるフラットケーブルの長さを大幅に短くしてコストの低減化が図れる回転コネクタを提供すること。【解決手段】  外筒部５ａを有するステータ１に対して内筒部７ｂを有するロータ２を回転自在に連結し、これら外筒部５ａと内筒部７ｂ間に画成される環状空間９内に重ね合わせた２枚のフラットケーブル３Ａ，３Ｂを反転した状態で収納すると共に、前記環状空間９内にホルダ４を回動自在に配置した回転コネクタにおいて、ホルダ４の環状平板部４ａ上に１つの開口通路１５を有するガイド壁４ｂを立設し、このガイド壁４ｂの内壁面を内筒部７ｂを包囲するように円筒状に形成すると共に、ロータ２の回転中心からガイド壁４ｂの外壁面までの距離が他の部分に比べて開口通路１５の近傍で大きくなるように設定し、両フラットケーブル３Ａ，３Ｂの反転部３ａ，３ａを開口通路１５内に配置させた。【選択図】  図４
2006032012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒部を有するステータと、このステータに回転自在に連結され、前記外筒部との間に環状空間を画成する内筒部が設けられたロータと、前記環状空間内に途中で巻き方向を反転した状態で収納され、その両端部が前記内筒部および前記外筒部を介して外部に導出された複数枚のフラットケーブルと、前記環状空間内に回動自在に配置されたホルダとを備え、
前記ホルダに１つの開口通路を有するガイド壁を設け、このガイド壁の内壁面を前記内筒部を包囲するように円筒状に形成すると共に、前記ロータの回転中心から前記ガイド壁の外壁面までの距離が他の部分に比べて前記開口通路の近傍で大きくなるように設定し、前記各フラットケーブルの全ての反転部を前記開口通路内に配置させ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、前記各フラットケーブルの両端部をそれぞれ共通の内側リードブロックと外側リードブロックとに接続し、前記内側リードブロックを前記内筒部に固定すると共に、前記外側リードブロックを前記外筒部に固定したことを特徴とする回転コネクタ。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記ホルダに前記外筒部の内径とほぼ同じ外径寸法の環状平板部を設け、この環状平板部上に前記ガイド壁を立設したことを特徴とする回転コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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係り、特に、ロータとステータ間に画成される環状空間内に複数枚のフラットケーブルが反転部を介して逆向きに巻回された回転コネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転コネクタは、回転自在に連結された一対のハウジングの一方をロータ、他方をステータとして用い、これらロータとステータとの間にフラットケーブルを収納・巻回したものであり、自動車のステアリング装置のように回転数が有限であるハンドルに装着されたエアバッグシステム等の電気的接続手段として使用されている。前記フラットケーブルは複数の導体を担持した帯状体であり、このフラットケーブルを渦巻状に巻回した渦巻タイプと途中で反転して逆向きに巻回した反転タイプとが知られているが、後者の反転タイプの方が必要とされるフラットケーブルの長さを短くすることができる。
【０００３】
従来より、このような反転タイプの回転コネクタにおいて、ロータとステータ間に画成される環状空間内に複数枚のフラットケーブルを途中で巻き方向を反転した状態で収納し、この環状空間内に複数のローラを軸支したホルダを回動自在に配置すると共に、各フラットケーブルの反転部を１つのローラにループさせたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このように構成された回転コネクタでは、ロータがステータに対して正逆いずれかの方向へ回転すると、各フラットケーブルがステータの外筒部から繰り出されてロータの内筒部に巻き締められたり、その反対に各フラットケーブルが内筒部から繰り出されて外筒部に巻き戻される。その際、複数枚のフラットケーブルの反転部はロータよりも少ない回転量だけ同方向へ移動し、この反転部に追従してホルダも同方向へ移動し、これらの移動量の約２倍の長さのフラットケーブルが外筒部または内筒部から繰り出される。また、ホルダに軸支された複数のローラによってフラットケーブルの径方向への動きが規制されるため、複数枚のフラットケーブルを反転部の方向にスムーズに繰り出すことができる。
【特許文献１】特開２０００−１５００９８号公報（第４−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の複数枚のフラットケーブルを用いた回転コネクタにおいては、トータルコスト中に占めるフラットケーブルの割合は非常に高く、必要とされるフラットケーブルの長さが短くなる程、コストを低減化することができる。しかしながら、前述した従来の反転タイプの回転コネクタでは、渦巻タイプに比べて１枚当たりのフラットケーブルの長さをせいぜい半分程度までしか短くできないため、このことがコストのさらなる低減化を妨げる大きな要因となっていた。
【０００５】
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、その目的は、必要とされるフラットケーブルの長さを大幅に短くしてコストの低減化が図れる回転コネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の回転コネクタは、外筒部を有するステータと、このステータに回転自在に連結され、前記外筒部との間に環状空間を画成する内筒部が設けられたロータと、前記環状空間内に途中で巻き方向を反転した状態で収納され、その両端部が前記内筒部および前記外筒部を介して外部に導出された複数枚のフラットケーブルと、前記環状空間内に回動自在に配置されたホルダとを備え、前記ホルダに１つの開口通路を有するガイド壁を設け、このガイド壁の内壁面を前記内筒部を包囲するように円筒状に形成すると共に、前記ロータの回転中心から前記ガイド壁の外壁面までの距離が他の部分に比べて前記開口通路の近傍で大きくなるように設定し、前記各フラットケーブルの全ての反転部を前記開口通路内に配置させた。
【０００７】
このように構成された回転コネクタにおいて、例えば複数枚のフラットケーブルが内筒部の外周面に巻き締められた状態にある時にロータを正逆いずれか一方向へ回転すると、まず各フラットケーブルが内筒部から繰り出されて外筒部の内周面側に巻回された後、さらにロータを同方向へ回転することにより、外筒部の内周面側に巻回された各フラットケーブルがホルダに設けられたガイド壁の外壁面に巻回されて巻き戻し状態となる。これとは逆に、複数枚のフラットケーブルがガイド壁の外壁面に巻き戻された状態からロータをいずれか他方向へ回転すると、まず各フラットケーブルがガイド壁から繰り出されて外筒部の内周面に巻回された後、さらにロータを同方向へ回転することにより、外筒部の内周面側に巻回された各フラットケーブルが内筒部の外周面に巻回されて巻き締め状態となる。すなわち、複数枚のフラットケーブルは巻き締め状態から巻き戻し状態に至る途中で外筒部の内周面側に一旦巻回されるが、巻き戻し状態で各フラットケーブルは環状空間内に配置されたホルダのガイド壁に巻回され、このガイド壁の外壁面の周方向に沿う全長は外筒部の内周面の円周方向に沿う全長に比べて十分に短いため、必要とされる各フラットケーブルの長さを大幅に短くすることができ、多回路化と低コストに好適な回転コネクタを実現できる。
【０００８】
上記の構成において、複数枚のフラットケーブルの両端部をそれぞれ共通の内側リードブロックと外側リードブロックとに接続し、この内側リードブロックをロータの内筒部に固定すると共に、外側リードブロックをステータの外筒部に固定することが好ましく、このような構成を採用すると、複数枚のフラットケーブルを一括して組み込むことができ、組立作業性を高めることが可能となる。また、ホルダに外筒部の内径とほぼ同じ外径寸法の環状平板部を設け、この環状平板部上にガイド壁を立設すると、ホルダを環状空間内でスムーズに回動できて好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の回転コネクタは、ロータの内筒部とステータの外筒部との間の環状空間内に回動自在に配置されたホルダに１つの開口通路を有するガイド壁を設け、このガイド壁の内壁面を内筒部を包囲するように円環状に形成すると共に、ロータの回転中心からガイド壁の外壁面までの距離が他の部分に比べて開口通路の近傍で大きくなるように設定し、複数枚のフラットケーブルの各反転部を開口通路内に配置させたので、ステータの外筒部に比べて小径のガイド壁の外壁面にフラットケーブルが巻回されて巻き戻し状態となり、その分、必要とされる各フラットケーブルの長さを大幅に短くすることができ、多回路化と低コスト化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る回転コネクタの分解斜視図、図２は該回転コネクタの断面図、図３は該回転コネクタに備えられるホルダの斜視図、図４は該回転コネクタの動作説明図である。
【００１１】
図１〜図３に示すように、本実施形態例に係る回転コネクタは、ステータ１と、ステータ１に対して回転自在に連結されたロータ２と、これらステータ１とロータ２間を電気的に接続する２枚のフラットケーブル３Ａ，３Ｂと、ステータ１とロータ２間に回動自在に配置されたホルダ４とで概略構成されている。
【００１２】
ステータ１はステアリングコラムに固定される固定部材であり、このステータ１は合成樹脂製のケース５とカバー６とからなる。ケース５は外筒部５ａとその外壁から突出する蓋部５ｂとを有し、カバー６は底板部６ａとその外縁部から突出する下側収納部６ｂとを有している。底板部６ａの中央部にはガイド孔６ｃが形成されており、これらケース５の下端とカバー６の外縁部をスナップ結合で一体化することにより、外筒部５ａの下部開口端が底板部６ａで塞がれると共に、下側収納部６ｂの上部開口端が蓋部５ｂで塞がれるようになっている。
【００１３】
ロータ２はハンドル側に連結される可動部材であり、このロータ２は合成樹脂製の上部ロータ７と下部ロータ８とからなる。上部ロータ７は環状の天板部７ａとその中央から垂下する内筒部７ｂとを有し、天板部７ａの上面には上側収納部７ｃが立設されている。内筒部７ｂはステアリングシャフトに挿通できる程度の内径寸法を有し、この内筒部７ｂの内周面に下部ロータ８が一体化されている。下部ロータ８は鍔部８ａを有する筒状体であり、この下部ロータ８をカバー６のガイド孔６ｃから挿入して内筒部７ｂにスナップ結合することにより、ロータ２がステータ１に対して回転自在に連結されるようになっている。そして、かかる連結状態において、ステータ１側の外筒部５ａおよび底板部６ａとロータ２側の天板部７ａおよび内筒部７ｂとにより、平面視リング状の環状空間９が画成されている。
【００１４】
２枚のフラットケーブル３Ａ，３Ｂはいずれも互いに平行な複数の導体を一対の絶縁フィルムでラミネートした帯状体からなり、これら両フラットケーブル３Ａ，３Ｂは重ねられた状態で環状空間９内にＵ字状の反転部３ａ，３ａを介して逆向きに収納されている。両フラットケーブル３Ａ，３Ｂの一端部には共通の外側リードブロック１０を介して一対のリード線１１，１１が接続されており、この外側リードブロック１０はカバー６の下側収納部６ｂ内に固定されている。両リード線１１，１１は先端に外部コネクタ１１ａ，１１ａを有しており、これら外部コネクタ１１ａ，１１ａは車体側の制御部に接続されるようになっている。また、両フラットケーブル３Ａ，３Ｂの他端部には共通の内側リードブロック１２を介して一対のリード線１３，１３が接続されており、この内側リードブロック１２は上部ロータ７の上側収納部７ｃ内に固定されている。両リード線１３，１３は先端に外部コネクタ１３ａ，１３ａを有し、これら外部コネクタ１３ａ，１３ａはハンドル側のエアーバッグ回路やホーン回路等に接続されるようになっている。ここで、両フラットケーブル３Ａ，３Ｂの外側リードブロック１０から内側リードブロック１２に至る全長は若干異なっており、本実施形態例の場合、全長が短い方のフラットケーブル３Ａにエアーバッグ回路用の導体が担持され、全長が長い方のフラットケーブル３Ｂにホーン回路用等の他の導体が担持されている。
【００１５】
ホルダ４は、カバー６の底板部６ａ上に載置された環状平板部４ａと、この環状平板部４ａ上に立設されたガイド壁４ｂおよび支軸４ｃとを有し、これらは合成樹脂で一体成形されている。環状平板部４ａは外筒部５ａの内径とほぼ同じ外径寸法を有し、この環状平板部４ａの中央部には円形の貫通孔４ｄが穿設されている。この貫通孔４ｄは内筒部７ｂの下部外周面に挿入されており、ホルダ４は内筒部７ｂに摺接しながら環状空間９内を回動できるようになっている。一方、ガイド壁４ｂは内筒部７ｂを包囲するように環状平板部４ａ上に立設されており、その内壁面は貫通孔４ｄとほぼ同心円の円筒状に形成されているが、外壁面は貫通孔４ｄに対して大きく偏心した円筒状に形成されている。また、ガイド壁４ｂの一部は環状平板部４ａ上で切り欠かれており、この切欠部内に立設された円筒状の支軸４ｃにローラ１４が回転自在に支持されている。そして、ローラ１４とそれに対向するガイド壁４ｂの側面との間に１つの開口通路１５が形成され、前述したフラットケーブル３Ａ，３Ｂの反転部３ａ，３ａはこの開口通路１５内に位置している（図４参照）。したがって、ロータ２の回転中心からガイド壁４ｂの外周面まで距離は、ローラ１４が支持された開口通路１５の近傍部分が最も大きく、ローラ１４と１８０度対向する部分が最小となっている。なお、環状平板部４ａの下面には底板部６ａとの摺動抵抗を少なくするための突部４ｅが形成されており、また、ガイド壁４ｂの内周面と外周面との間にはホルダ４全体の軽量化を図るための凹状の空洞部４ｆが形成されている。
【００１６】
次に、このように構成された回転コネクタの動作を主として図４に基づいて説明する。なお、図４中において、外筒部５ａや内筒部７ｂを含むステータ１とロータ２は省略してある。
【００１７】
図４（ａ）は両フラットケーブル３Ａ，３Ｂの殆どが内筒部７ｂの外周面に巻回された巻き締め状態を示し、この巻き締め状態からロータ２を反時計回り方向（矢印Ａ方向）へ回転すると、フラットケーブル３Ａ，３Ｂの反転部３ａ，３ａがロータ２よりも少ない回転量だけ反時計回り方向へ移動するため、この反転部３ａ，３ａに追従してローラ１４とホルダ４も反時計回り方向へ移動し、図４（ｂ）に示すように、これらの移動量の約２倍のフラットケーブル３Ａ，３Ｂが内筒部７ｂから外筒部５ａの内周面側へと繰り出される。さらにロータ２を反時計回り方向へ回転すると、図４（ｃ）に示すように、フラットケーブル３Ａ，３Ｂが外筒部５ａ側から繰り出されてホルダ４のガイド壁４ｂの外壁面に巻回され、最終的にフラットケーブル３Ａ，３Ｂの殆どがガイド壁４ｂの外壁面に巻回された巻き戻し状態となる。上記とは逆に、図４（ｃ）に示す巻き戻し状態からロータ２を時計回り方向（矢印Ｂ方向）へ回転すると、フラットケーブル３Ａ，３Ｂはガイド壁４ｂの外壁面から外筒部５ａの内周面側へ繰り出された後、ロータ２を時計回り方向へさらに回転することにより、図４（ａ）に示すように、フラットケーブル３Ａ，３Ｂの殆どが内筒部７ｂの外周面に巻回された巻き締め状態となる。
【００１８】
このように、本実施形態例に係る回転コネクタでは、両フラットケーブル３Ａ，３Ｂが図４（ａ）に示す巻き締め状態または図４（ｃ）図に示す巻き戻し状態となる途中で、図４（ｂ）に示すように、フラットケーブル３Ａ，３Ｂはホルダ４のガイド壁４ｂよりも外側に位置する外筒部５ａに一旦巻回され、この外筒部５ａの内周面の円周長に比べてガイド壁４ｂの外壁面の円周長が十分に短いため、必要とされる両フラットケーブル３Ａ，３Ｂの長さを大幅に短くすることができ、多回路化に好適な回転コネクタを低コストにて実現できる。また、フラットケーブル３Ａ，３Ｂの両端部を共通の外側リードブロック１０と内側リードブロック１２とに接続し、これら外側リードブロック１０と内側リードブロック１２をそれぞれステータ１とロータ２の所定位置に固定したので、回転コネクタの組立工程時に２枚のフラットケーブル３Ａ，３Ｂを一括して簡単に組み込むことができる。さらに、両フラットケーブル３Ａ，３Ｂの外側リードブロック１０から内側リードブロック１２に至る全長を若干異ならせ、全長が短い方のフラットケーブル３Ａにエアーバッグ回路用の導体を担持させたので、万一、回転コネクタがステアリング装置に対して誤組み付けされた場合に、短い方のフラットケーブル３Ａが優先的に切断されやすくなっている。したがって、誤組み付けに起因するエアーバッグ回路の断線や接続不良を迅速かつ確実に知ることができ、不正なエアーバッグ回路を搭載した自動車が市場に供給されるのを未然に防止することができる。
【００１９】
上記したフラットケーブル３Ａ，３Ｂの短縮効果について図５を参照して説明すると、図５（ａ）はフラットケーブルを外筒部側に巻回して巻き戻し状態とする従来タイプの回転コネクタ、図５（ｂ）はフラットケーブルをホルダのガイド壁の外壁面側に巻回して巻き戻し状態とする本実施形態例に係る回転コネクタであり、便宜上、１枚のフラットケーブルのみを示している。これら両回転コネクタにおいて、フラットケーブルの経路の内径（巻き締め状態の径寸法）をｒ、フラットケーブルの経路の外径（巻き戻し状態の径寸法）をＲ、ロータの有限回転数をＮとすると、必要とされるフラットケーブルの長さＬは、（Ｌ／ｒπ）＋（Ｌ／Ｒπ）＝Ｎより、
Ｌ＝ｒＲ×Ｎπ／（ｒ＋Ｒ）……（１）
として与えられる。ここで、内径ｒはロータの内筒部の外径寸法に相当し、この内筒部がステアリングシャフトに挿通される構造上、内径ｒについては、図５（ａ）に示す回転コネクタと図５（ｂ）に示す回転コネクタは同じである。また、外径Ｒについては、図５（ａ）に示す回転コネクタの場合、外径Ｒに相当するのは外筒部の内径寸法であるが、図５（ｂ）に示す回転コネクタの場合、外径Ｒに相当するのはガイド壁の外径寸法であって外筒部の内径寸法に比べて小さくなっている。したがって、上記（１）式から明らかなように、図５（ａ）に示す従来例に比べて図５（ｂ）に示す本実施形態例の方が外径Ｒが格段に小さくなり、ロータ２の有限回転数Ｎを一定に確保した上でフラットケーブル３Ａ，３Ｂの長さＬを短くすることができる。例えば、内筒部の外径寸法を５０ｍｍ、外筒部の内径寸法を１００ｍｍ、ガイド壁の外径寸法を７０ｍｍ、ロータの有限回転数を６回とすると、従来タイプの回転コネクタの場合、上記（１）式にｒ＝５０ｍｍ，Ｒ＝１００ｍｍ，Ｎ＝６を代入するとＬ＝６２８ｍｍとなる。これに対し、本実施形態例の回転コネクタの場合、上記（１）式にｒ＝５０ｍｍ，Ｒ＝７０ｍｍ，Ｎ＝６を代入するとＬ＝５４９．５ｍｍとなり、必要とされるフラットケーブル３Ａ，３Ｂの長さＬを７８．５ｍｍも短縮できる。
【００２０】
なお、上記実施形態例では、外側リードブロック１０と内側リードブロック１２をそれぞれステータ１とロータ２の所定位置に固定し、これら外側リードブロック１０と内側リードブロック１２に２枚のフラットケーブル３Ａ，３Ｂの両端部を接続した場合について説明したが、比較的スペースに余裕のあるステータ１に固定される外側リードブロック１０については、２枚のフラットケーブル３Ａ，３Ｂ毎に個々の外側リードブロックを接続するようにしても良い。
【００２１】
また、上記実施形態例では、２枚のフラットケーブル３Ａ，３Ｂを重ねて用いた回転コネクタについて説明したが、３枚以上のフラットケーブルを重ねて用いた多重巻きタイプの回転コネクタに本発明を適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態例に係る回転コネクタの分解斜視図である。
【図２】該回転コネクタの断面図である。
【図３】該回転コネクタに備えられるホルダの斜視図である。
【図４】該回転コネクタの動作説明図である。
【図５】フラットケーブルの短縮効果の比較例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ステータ
２  ロータ
３Ａ，３Ｂ  フラットケーブル
３ａ  反転部
４  ホルダ
４ａ  環状平板部
４ｂ  ガイド壁
４ｃ  支軸
４ｄ  貫通孔
５  ケース
５ａ  外筒部
６  カバー
６ａ  底板部
６ｂ  下側収納部
７  上部ロータ
７ａ  天板部
７ｂ  内筒部
７ｃ  上側収納部
８  下部ロータ
９  環状空間
１０  外側リードブロック
１１，１３  リード線
１１ａ，１３ａ  外部コネクタ
１２  内側リードブロック
１４  ローラ
１５  開口通路
【図１】
2006032012.tif 000003
【図２】
2006032012.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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