(57)【要約】【解決手段】ループバック型クロックスプリングコネクタ１０は、互いに対して回転可能である第１ハウジング部１１０及び第２ハウジング部１２０を有する。第１ハウジング部及び第２ハウジング部は収容空間１２５を画定する。収容空間の内部でクロックスプリングコンタクトは、２本以上の可撓性ケーブル１３０及び２個以上のガイド機構１４０を有する。ケーブルは、一方のハウジング部から他方のハウジング部に電流を流す。ガイド機構は、ハウジング部が互いに対して回転するとケーブルがたまる内部及び外部に収容空間を分割する。ガイド機構は、ケーブルが内部空間及び外部空間にたまると、収容空間内で内側及び外側へ容易に移動するので、コネクタの操作中に可撓性ケーブルが拘束される可能性を低減する。また、クロックスプリングコネクタは、コネクタ内で大電流を複数の経路に分割する機構を有するので、大電流用途における温度上昇が減少する。
2006502549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ハウジング部及び第２ハウジング部を有するハウジングであって、前記両ハウジング部は互いに対して回転可能であり内側環状壁及び外側環状壁を有する収容空間を画定するハウジングと、
前記収容空間内で半径方向内側及び外側へ移動するために前記収容空間内に実装された少なくとも２個のガイド機構と、
少なくとも２本の可撓性ケーブルであって、該ケーブルの各々が、前記第１ハウジング部に接続された一端、前記第２ハウジング部に接続された他端、前記外側環状壁の回りで第１方向に巻回された第１部分、前記内側環状壁の周りで前記第１方向とは逆の第２方向に巻回された第２部分、及び２個の前記ガイド機構間を通過するループバック部を有する可撓性ケーブルと
を具備することを特徴とするクロックスプリングコネクタ。
【請求項２】
前記第１ハウジング部は、基部及び相手カバーを具備し、
前記第２ハウジング部は、前記基部及び前記カバー間に回転可能に実装されたハブを具備することを特徴とする請求項１記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項３】
前記ガイド機構の各々は、基部と、該基部に回転可能に実装された少なくとも１個のローラとを具備することを特徴とする請求項１記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項４】
前記ローラの各々は、前記基部に形成された開口と嵌合して前記基部に対する前記ローラの回転を可能にする車軸部により結合された２個の部分を具備することを特徴とする請求項３記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項５】
前記車軸部は前記基部の前記開口内にスナップ係合することを特徴とする請求項４記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項６】
前記ガイド機構の各々は、基部、該基部から延びる直立ポスト、及び該ポストに回転可能に実装されたローラを有することを特徴とする請求項３記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項７】
前記ローラを前記ポストにロックするために前記ローラ及び前記ポスト上に形成されたロック機構をさらに具備することを特徴とする請求項６記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項８】
前記ロック機構は、前記ローラ上に形成されて前記ローラを前記ポストにロックするために前記ポストの開口と係合するよう構成された可撓性指部を具備ことを特徴とする請求項７記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項９】
前記クロックスプリングは前記ガイド機構の前記基部上に小表面積のパッドを具備し、
該パッドは、前記ハウジングと接触する前記ガイド機構の前記表面積を減少するよう前記収容空間の内面と係合することを特徴とする請求項６記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項１０】
ノイズを低減し前記各ガイド機構の円滑な移動を促進するために、前記各ガイド機構は前記ハウジングと接触するよう構成された可撓性部材を具備することを特徴とする請求項１記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項１１】
前記ガイド機構の数は前記ケーブルの数と等しいことを特徴とする請求項１記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項１２】
前記クロックスプリングは、前記第１ハウジング部にリードフレームと、前記第２ハウジング部にリードフレームとをさらに具備し、
前記各リードフレームが少なくとも１本の前記可撓性ケーブル上の複数の電流経路に接続される少なくとも１個の端子を有することにより、電流は、大電流用途において前記クロックスプリングコネクタを通過すると前記複数の電流経路に分割されることを特徴とする請求項１記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項１３】
前記両ハウジング部の一方に設けられ、外部電源からの電流を受信する手段と、
前記クロックスプリングコネクタ内で、前記第１ハウジング部及び前記第２ハウジング部間を延びる複数の電流経路に電流を分割する手段と、
前記第１ハウジング部及び前記第２ハウジング部の他方に設けられ、前記クロックスプリングコネクタに存在する単一の電流経路に前記複数の電流経路を再結合する手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項１４】
第１ハウジング部及び第２ハウジング部を有するハウジングであって、前記両ハウジング部は互いに対して回転可能であり内側環状壁及び外側環状壁を有する収容空間を画定するハウジングと、
前記収容空間内で互いに隣接して配置された少なくとも２個のガイド機構であって、該ガイド機構は前記収容空間内で横方向及び縦方向に移動自在であり、前記各ガイド機構は基部と該基部に回転可能に接続されたローラを有し、前記収容空間を、前記ガイド機構及び前記内側環状壁間の内部空間と前記ガイド機構及び前記外側環状壁間の外部空間とに分割するガイド機構と、
少なくとも２本の可撓性ケーブルであって、該ケーブルの各々が、前記第１ハウジング部に接続された一端、前記第２ハウジング部に接続された他端、前記外部空間内で第１方向に延びる第１部分、前記内側空間内で前記第１方向とは逆の第２方向に延びる第２部分、及び２個の隣接する前記ガイド機構間を通過すると共に前記ガイド機構の一方のローラの周囲にループを形成する反転部を有する可撓性ケーブルと
を具備することを特徴とするクロックスプリングコネクタ。
【請求項１５】
前記第１ハウジング部は、基部及び相手カバーを具備し、
前記第２ハウジング部は、前記基部及び前記カバー間に回転可能に実装されたハブを具備することを特徴とする請求項１４記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項１６】
前記ローラの各々は、前記基部に形成された開口と嵌合して前記基部に対する前記ローラの回転を可能にする車軸部により結合された２個の部分を具備することを特徴とする請求項１４記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項１７】
前記ガイド機構の各々は、基部、該基部から延びる直立ポスト、及び該ポストに回転可能に実装されたローラを有することを特徴とする請求項１６記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項１８】
前記ガイド機構の数は前記ケーブルの数と等しいことを特徴とする請求項１４記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項１９】
少なくとも１本の前記ケーブルは少なくとも２本の電流経路を含むことを特徴とする請求項１４記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項２０】
前記電流経路の各々は同一の通電容量を有することを特徴とする請求項１９記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項２１】
前記クロックスプリングは、前記第１ハウジング部にリードフレームと、前記第２ハウジング部にリードフレームとをさらに具備し、
前記各リードフレームが少なくとも１本の前記可撓性ケーブル上の複数の電流経路に接続される少なくとも１個の端子を有することにより、電流は、大電流用途において前記クロックスプリングコネクタを通過すると前記複数の電流経路に分割されることを特徴とする請求項１４記載のクロックスプリングコネクタ。
【請求項２２】
入力端及び出力端を有する電気コネクタであって、
前記コネクタの前記入力端及び前記出力端間を延びる複数の内部導電経路と、
前記コネクタの前記入力端に設けられ、前記複数の内部導電経路間の前記コネクタとは外部の単一電流経路からの電流を分割するよう接続された内部端子と、
前記コネクタの前記出力端に設けられ、複数の電流経路からの電流を前記コネクタに存在する単一の導電経路にまとめるよう接続された外部端子とを具備することを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２３】
前記電気コネクタはクロックスプリングコネクタを具備することを特徴とする請求項２２記載の電気コネクタ。
【請求項２４】
前記導電経路は、前記コネクタの前記入力端及び前記出力端間を延びる１本以上の可撓性ケーブルにより画定されていることを特徴とする請求項２２記載の電気コネクタ。
【請求項２５】
前記内部導電経路の各々はそれぞれ同一の通電容量を有することを特徴とする請求項２２記載の電気コネクタ。
【請求項２６】
入力端及び出力端を有する電気コネクタであって、
前記コネクタの前記入力端に電流を供給する手段と、
前記コネクタの前記入力端及び前記出力端間を延びる少なくとも２本の電流経路に電流を分割する手段と、
前記コネクタの前記出力端で前記電流経路を再結合する手段とを具備することを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２７】
入力端及び出力端を有する電気コネクタに電流を通過させる方法であって、
前記コネクタの前記入力端に電流を供給する工程と、
前記コネクタの前記入力端及び前記出力端間を延びる少なくとも２本の電流経路に電流を分割する工程と、
前記コネクタの前記出力端で前記電流経路を再結合する工程とを具備することを特徴とする電気コネクタ通電方法。
【請求項２８】
前記電流経路の各々は等量の電流を通電することを特徴とする請求項２７記載の電気コネクタ通電方法。
【請求項２９】
前記コネクタはクロックスプリングであることを特徴とする請求項２７記載の電気コネクタ通電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクロックスプリングコネクタに関し、より特定すると、作動時における低ノイズを保ちながら大電流を流すことができると共に多数の回路を有することができるクロックスプリングコネクタに関する。クロックスプリングコネクタは、互いに対して回転可能な２個の部材間の電気的接続を許容するデバイスである。クロックスプリングコネクタの一般的な一用途は自動車のステアリングユニット内にある。
【背景技術】
【０００２】
一般的なクロックスプリングの設計には、カセット型クロックスプリング及びループバック（又は折り返し）クロックスプリングの２つがある。両設計とも、互いに対して回転可能な２個のコネクタ部間に電流を流す平形可撓性ケーブル（フレックスケーブル）を有する。これら両設計において、フレックスケーブルは例えば内部ハウジング又はハブ等のコネクタの第１部分に接続された一端を有し、フレックスケーブルの他端は例えば外部ハウジング又はシェル等の他方のハウジング部分に接続されている。
【０００３】
カセット型の設計において、可撓性ケーブルは、第１ハウジング部及び第２ハウジング部間に画定された収容空間内で連続する円形経路に巻回される。両ハウジング部が互いに対して１方向、例えば時計回りに回転すると、可撓性ケーブルは内部ハウジングの周囲に巻き付く、すなわちたまる。両コネクタ部が逆方向に回転すると、可撓性ケーブルの巻回が解かれ、両ハウジング部の互いに対する回転が可能になる。
【０００４】
対照的に、ループバック設計において、各ケーブルは、第１方向に収容空間の外側環状壁の周囲で巻回された第１部分を有する。次にケーブルは、ループバックし、第１方向と逆の第２方向に収容空間の内側環状壁の周囲で巻回された第２部分へ延びる。ループバック設計は、カセット型の設計に要求されるケーブルの長さを著しく短縮するので、カセット型を超える利点がある。代表的な一用途において、ループバック設計で使用するケーブルはカセット型設計の約１／３の量で足りる。可撓性ケーブルは比較的高価な部品であるので、ループバック設計は、カセット型設計と比較して著しくコストを削減することができる。
【０００５】
クロックスプリングコネクタは、自動車においてステアリングホイールに搭載されるホーンスイッチ、車速設定装置及び無線制御器等のデバイスに電流を通すために広く使用されている。自動車は増加する機構を有して設計されるので、クロックスプリングコネクタが担持できる電流経路（回路）の数を増加させる必要がある。より多くの回路を収容するために、クロックスプリングコネクタには複数の可撓性ケーブルが使用されてきた。各ケーブルは１個以上の電流経路を担持する。多くの用途において、コネクタハウジングの輪郭全体に寸法制限があることにより、カセット型のクロックスプリングコネクタに複数の可撓性ケーブルを使用する可能性はない。このため、多数のケーブルが必要な場合、ループバッククロックスプリングコネクタが使用されるのが代表的である。
【０００６】
多くのループバッククロックスプリングコネクタは、基部に回転可能に実装された直立ローラを有するケーブルガイド機構（担持組立体と称されることもある）を使用する。この種の設計の例は米国特許第５６３７００５号及び同第５８６５６３４号に示される。このような設計において、可撓性ケーブルはガイド機構の個々のローラの回りでループを形成する。
【特許文献１】特開２０００−３２３２５３号公報
【特許文献２】米国特許第３７６３４５５号明細書
【特許文献３】米国特許第５２７７６０４号明細書
【特許文献４】特開平７−２６３１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自動車の用途において、クロックスプリングコネクタは、自動車のステアリングホイールが回る際に、行程制限間で合計５ターンの回転、すなわち中立すなわち零位置から時計回り及び反時計回りの両方向に2.5ターンを要するのが代表的である。ループバッククロックスプリングコネクタが回転すると、ケーブルは、コネクタ位置の相対位置及び回転方向によって、収容空間の内壁又は外壁のいずれかの周囲に巻き付く。例えば、ケーブルが収容空間のうち壁の周囲に巻き付くと、ガイド機構及び内壁間に画定された内部空間にケーブルの層がたまる（厚くなる）。同時に、ケーブルは、収容空間の外壁から解かれ、ガイド機構及び収容空間の外壁間に画定された外側空間から空になる。これが生ずると、ケーブルの層は、位置及び回転方向によって半径方向内側又は外側へ移動して収容空間の内部空間及び外部空間を均衡させる傾向を有する。公知のクロックスプリングコネクタは、半径方向内側にも外側にも移動できない一体ガイド機構を有している。この結果、ケーブルは、半径方向内側又は外側に移動すると、担持体に影響を与えてケーブルを歪めさせ、クロックスプリングコンタクトの正常作動を阻害する。
【０００８】
また、ガイド機構を使用しないループバック設計を提供することも公知である。この設計の例は、米国特許第４９７８１９１号、同第５４０９３８９号、同第５３１０３５６号及び同第５８８８０８４号に示される。これらの特許において、クロックスプリングは、コネクタの作動中に互いに均衡する４本のケーブルを使用する。しかし、回路の要求事項を満たすのに必要なケーブルが１本である用途において、これらのコネクタは、１本の活線ケーブルと３本の「ダミー」ケーブルを要し、依然として３本の可撓性ケーブルを余分に要する。この設計の別の問題は、作動中に例えば壊れる等の均衡しないおそれがあるので、コネクタを作動不能にする。また、これら設計は、粘度の高いグリスの使用を要し、可撓性ケーブルが互いに密着してしまうおそれがある。コネクタの組立中及び作動中においてこのようなグリスを使用することは、汚くなり望ましくない。
【０００９】
また、クロックスプリングコネクタを流れる比較的大電流を流す必要がある自動車の用途が増加している。大電流の使用を要する、増加した一般的機構の一例は、加熱したステアリングホイールの機構である。大電流が可撓性ケーブルを過熱して可撓性ケーブルが薄い層に裂けるおそれがあるので、従来のクロックスプリングコネクタは大電流用途にあまり好適ではなかった。その結果、スリップリングが大電流用途に使用されるのが代表的であった。しかし、スリップリングはノイズを発生すると共に経時磨耗する傾向がある。作動ノイズは自動車用途、特に購入者が静かな客室キャビンを重視する高級ブランドには望ましくない。
【００１０】
従って、公知のクロックスプリングコネクタの上述した及び別の問題に対処するクロックスプリングコネクタを提供することが望まれる。特に、高温を発生することなく多数の回路及び大電流通電を可能にするクロックスプリングコネクタを提供することが望まれる。また、作動ノイズを低減するクロックスプリングコネクタを提供することも望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態の側面に従ったクロックスプリングコネクタは、ハウジング、少なくとも２個のガイド機構及び少なくとも２本の可撓性ケーブルを具備する。ハウジングは、環状収容空間を画定すると共に互いに回転可能である少なくとも２個の部分を有する。一実施形態において、第１ハウジング部は基部及びカバーを具備するのに対し、第２ハウジング部は基部及びカバー間に回転可能に実装されたハブを具備する。ガイド機構は、収容空間内に配置されると共に収容空間内で半径方向内側及び外側へ移動可能である。各ガイド機構は、基部と、基部に回転可能に接続された少なくとも１個のローラを有する。また、ガイド機構は、収容空間内で担持体の垂直方向の移動を制限するようハウジングと係合する可撓性部材を有してもよく、これによりクロックスプリングの作動中のノイズを低減する。ガイド機構は収容空間を内部及び外部に分割し、それらの寸法は収容空間内でのガイド機構の半径方向の位置に依存する。各ケーブルは、第１ハウジング部に対して固定された一端と、第２ハウジング部に対して固定された他端とを有する。ケーブルは、外側空間内で第１方向に延びる。次に各ケーブルは、隣接する２ガイド機構の間を通過し、ローラのうち１個の周囲にループバックし収容空間内で第１方向とは逆の第２方向に延びる。半径方向内側及び外側へ移動可能な複数ガイド機構を使用することは、単一のガイド機構を使用する従来のループバック型クロックスプリングコネクタに関連する問題を防止する。また、クロックスプリングコネクタは、コネクタ内で大電流を複数の縮小された電流経路に分割し、コネクタ内の温度を下げる構造をも有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下の本発明の好適な実施形態の詳細な説明と共に上述の概略は、添付図面と併せて読むとより理解されるであろう。本発明の好適な実施形態を例示する目的のために、現在のところ好適な実施形態が図面に示される。しかし、本発明は、添付図面に示された構造及び手段に限定されないことを理解すべきである。
【００１３】
本発明の一実施形態に従ったクロックスプリングコネクタ１０は、外側部を構成するハウジング１００、シェル１１０、内側部であるハブ１２０を具備する。シェル１１０はカバー１１２及び基部１１４を具備する。ハブ１２０及びシェル１１０は共に、環状の収容空間１２５を画定する。収容空間１２５は、シェル１１０により画定される外側環状壁１２３と、ハブ１２０により画定される内側環状壁１２４とを有する。収容空間１２５は上壁１２６及び下壁１２７をさらに有する。図示の実施形態において、上壁１２６はハブ１２０により主に画定されるのに対し、下壁１２７は基部１１４により画定される。ハブ１２０は、カバー１１２及び基部１１４間で回転するために実装される。この点に関し、ハブ１２０の上壁１２６は、カバー１１２の円形開口１２９内で回転するために嵌まる小径の環状壁１２８を有する。同様に、ハブ１２０の環状壁１２４は、基部１１４の下壁に形成された円形開口１３１内で回転するために嵌まる小径の下部（図示せず）を有する。
【００１４】
収容空間１２５は、複数の可撓性平形ケーブル１３０及び複数のガイド機構１４０を含む。図示の実施形態は４本の可撓性平形ケーブル１３０及び４個のガイド機構１４０を有するが、ケーブル１３０及びガイド機構１４０の数は用途に応じて変更可能であることを理解されよう。クロックスプリングコネクタ１０は、所与の用途の例えば物理的寸法制限及び要求される回路数等のニーズに合うよう、例えばガイド機構１４０の可撓性ケーブル１３０の数を変更することにより容易に変更可能な柔軟性のある設計を提供する。
【００１５】
少なくともコネクタ１０は、１本の可撓性ケーブルのみが必要な用途に使用することができる。このような例において、２個のガイド機構１４０及び２本のケーブル１３０を設けると便利である。一方のケーブルは活線ケーブルであり他方のケーブルは「ダミー」ケーブルである。活線ケーブルは、クロックスプリングコネクタ１０全体にわたり要求される導電回路を担持するための例えば銅線路等の導電経路を有する。ダミーケーブルは便宜上、銅線路を有することができるが、ダミーケーブルはクロックスプリングコネクタ１０全体にわたり回路を担持するために使用されるものではないので、銅線路である必要はない。むしろ、ダミーケーブルは、クロックスプリング部品の機械的動作の均衡をとるために設けられる。
【００１６】
図示の実施形態は、等しい数のガイド機構１４０及びケーブル１３０を有する。これは、クロックスプリングに円滑な動作を与えるために便利である。或いは、或る用途では、複数のケーブルが隣接するガイド機構の対間を通ることができる、ガイド機構よりも多い数のケーブルを有することが望ましいかもしれない。さらに、クロックスプリングハウジング１００の正確な形状及び構成は用途によって変更されることも理解されよう。例えば或る実施形態では、ハブが収容空間の上面を形成し、基部が収容空間の下面を形成するように基部に関して回転するカバーを具備する。
【００１７】
ハブ１２０及びシェル１１０はそれぞれ、外部コネクタ（図示せず）と相互接続するための端子を提供する１個以上のリードフレーム１５０，１６０，１７０，１８０を有する。図示の実施形態において、シェル１１０は、大電流接続端子及び小電流接続端子の双方を担持する大／小電流リードフレーム１５０と、小電流端子のみを担持する小電流リードフレーム１６０とを有する。同様にハブ１２０は、大／小電流リードフレーム１７０及び小電流リードフレーム１８０を有する。リードフレーム１５０，１６０，１７０，１８０は、ケーブル（図示せず）又は他の電子デバイス（図示せず）をクロックスプリングの可撓性ケーブル１３０に接続できるように電気コネクタ等と嵌合するよう構成された端子を提供する。ケーブル１３０のリードフレームへの取付は、溶接、半田付け、圧入を含む種々の手段で達成可能である。ハブ１２０及びシェル１１０はそれぞれ、リードフレーム１５０，１６０，１７０，１８０及び外部コネクタ間で接続を可能にするためのソケット１５５，１７５を有する。他のリードフレーム構成も可能であることは理解されよう。
【００１８】
各ケーブル１３０は基部のリードフレーム１５０，１６０の一方に接続された一端と、シェルのリードフレーム１７０，１８０のそれぞれに接続された他端とを有する。各ケーブル１３０は、例えば図２に示される実施形態における反時計回り等の第１方向に収容空間１２５の外壁１２３に沿って外部１３２に延びる。次にケーブル１３０は、ループバック部１３４内で隣接する２ガイド機構１４０間を通る。理解されるように、各ケーブル１３０はガイド機構１４０の異なる対間を通過する。各ケーブル１３０は、収容空間１２５の内壁１２４に沿って、内部１３６で外壁１２３の沿って延びる方向とは逆方向に延びるようにループバックする。ハブ１２０及びシェル１１０が互いに対して回転すると、ケーブル１３０は内壁１２４に沿ってたまると共に外壁１２３に沿って減少し、逆も同様である。
【００１９】
図３（Ａ）及び（Ｂ）は、クロックスプリング１１０で使用可能な可撓性平形ケーブル１３０の実施形態を示す。特に、図３（Ａ）は結合された大／小電流フレックスケーブル１４２を示すのに対し、図３（Ｂ）は小電流フレックスケーブル１４４を示す。各ケーブル１４２，１４４は、銅線路で定められる複数の導電経路を有する。図示の実施形態において、ケーブル１４２は、複数（２本が図示）の大電流導電経路１８６，１８７と、１本の小電流導電経路１８８とを有する。逆に、小電流フレックスケーブルは複数（１３本が図示）の小電流導電経路１８８を有する。それ故、ケーブル１３０は、合計６本の大電流導電経路１８６，１８７及び１６本の小電流導電経路１８７を与える。図示の実施形態において、大電流経路１８６は正の大電流経路用に使用されるのに対し、大電流経路１８７は大電流接地経路を与える。理解されるように、小電流経路は同様に正接続及び接地接続間を分割可能である。さらに、分離したケーブルは大電流及び小電流に使用されることを理解されよう。各小電流線路は代表的には、各小電流リードフレーム１６０，１８０に担持される単一の端子間に相互接続される。対照的に、複数の大電流導電経路は各大／小電流リードフレーム１５０，１７０の単一大電流端子に接続可能であるので、例えば14アンペア等の大電流は、クロックスプリングコネクタ１０全体にわたって通過すると２本以上の電流経路に分割される。図示の実施形態において、大電流は、３本の分離したケーブルにより担持される６本の大電流経路１８７（３本は接地で３本は正）に分割される。大電流を複数の経路に分割することにより、単一の電流経路が使用される場合よりも低い温度で大電流がコネクタ１０を通過することができる。これにより、ケーブル１３０が故障する傾向、例えば作動中に裂ける傾向を減少させ、電気的連続性を維持する能力を改良する。コネクタ全体にわたり大電流を通過させるために複数の小電流経路（線路）を使用することは、フレックスケーブルを大電流用途に使用することを可能にする。
【００２０】
ガイド機構１４０により、ケーブル１３０が絡んだり変形したりすることなくハブ１２０及びシェル１１０が互いに対して円滑に回転することができる。ガイド機構１４０は所定位置に固定されていない。ハブ１２０及びシェル１１０が互いに対して回転すると、ケーブル１３０は内壁１２４に沿ってたまると共に外壁１２３に沿って減少し、逆も同様である。ガイド機構１４０は時計回り又は反時計回りと同様に半径方向内側又は外側に移動可能であり、ガイド機構１４０が内壁１２３及び外壁１２４に沿ったケーブル分配の変更に応答して位置を調節することができる。
【００２１】
上述したように、自動車の用途では、クロックスプリングコネクタがその行程制限間に合計５ターンの回転、すなわち中立すなわち零位置から時計回り及び反時計回りの双方に2.5ターンずつを与えることが必要であるのが代表的である。クロックスプリングコネクタが回転する際、ケーブル１３０はコネクタ部１１０，１２０の相対位置及び回転方向に依存して、収容空間の内壁又は外壁のいずれかの周囲に巻回される。例えば、ケーブル１３０が収容空間１２５の内壁１２４の周囲に巻回されると、ケーブル１３０の層は、組立体１４０及び内壁１２４間に画定された内部空間にたまる（厚くなる）。同時にケーブル１３０は、収容空間１２５の外壁１２３から解かれ、ガイド機構１４０及び収容空間１２５の外壁１２３間に画定される外側空間から空になる。これが起こると、ケーブル１３０の層は、回転位置及び方向に依存して半径方向内側及び外側に移動し、収容空間の内側空間及び外側空間の均衡をはかる傾向を有する。公知のクロックスプリングコネクタは、半径方向内側又は外側に移動できない一体物のガイド機構を有している。この結果、ケーブルは半径方向内側又は外側に移動すると、ガイド機構に影響を及ぼし、ケーブルを座屈させ、クロックスプリングコネクタの正常な動作を阻害する。本クロックスプリングコネクタは半径方向に内側又は外側に移動可能な複数のガイド機構１４０を使用していることにより、以前のループバック型クロックスプリングコネクタ、特に単一物ガイド機構を使用したループバック型クロックスプリングコネクタに関連する上述の問題を防止する。また、分離したガイド機構１４０間にケーブル１３０を通過させることにより、ケーブル１３０の配置と干渉する担持基部がないので、単一のガイド機構を使用する他のループバック型クロックスプリングコネクタより相対的に広いケーブル１３０が可能になる。より広いケーブル１３０は、銅線路の数の増加、又はより広い銅線路を可能にする。にもかかわらず、他の実施形態は、個別のガイド機構のローラ間に、すなわちガイド機構間というよりもガイド機構を通って各ケーブル１３０を通してもよいことが理解されよう。このような実施形態は、ガイド機構が他の位置を調整することができる利点を依然として有するであろう。
【００２２】
図４ないし図６に見られるように、各ガイド機構１４０は、基部１９０と、この基部１９０に回転可能に実装された少なくとも１個のローラ２００とを具備する。ローラ２００は、小径車軸部２０４により取り付けられた２個の大径車輪形部２０２を具備する。車軸部２０４は、基部１９０に形成された開口１９２に回転可能に実装され、ローラ２００を基部１９０に対して回転可能にする。図示の実施形態において、ローラ２００は開口１９２にスナップ係合するよう構成される。この点について、開口１９２は、車軸部２０４を開口１９０内に横方向へ摺動可能にする横切欠１９４を有する。他の実施形態も可能であることは理解されよう。例えば、１個の車輪形部２０２が除去可能であることにより、車軸部２０４は基部の円形開口を通って挿入されると直ぐに車輪形部が車軸部に再取付され、ローラを基部に固定する。
【００２３】
ガイド機構１４０は可撓性アームすなわち可撓性部材２１０を有する。可撓性部材２１０は基部１９０の上下から延びており、収容空間１２５の上壁１２６及び下壁１２７に係止する。可撓性部材２１０及び壁１２６，１２７間の界面は、収容空間１２５内でのガイド機構１４０の垂直方向の移動を制限するので、作動ノイズが減少する。また、可撓性部材は、収容空間１２５内で移動すると、ガイド機構を案内する。また、可撓性部材２１０はガイド機構１４０及びハウジング部１１０，１２０間の面接触領域を減少させるので、より円滑でより静かな作動を与える。
【００２４】
可撓性部材２１０を含むガイド機構１４０の部品の全て又は一部は、ハウジングを形成するのに使用される材料とは異なる座九両で形成されてもよい。例えば、ハウジング部１１０，１２０はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で形成でき、可撓性部材２１０はポリオキシメチレン（ＰＯＭ）又はポリアセタールで形成できる。互いに移動可能に係合する部品を形成するために異なる材料を使用することにより、これら部品間の摩擦により生ずる摩擦ノイズを低減することが可能である。
【００２５】
図８ないし図１０は別のガイド機構２２０を示す。本実施形態において、ローラ２５０は、基部２３０に形成されたポスト２４０上で回転するよう実装される。ローラ２５０をポスト２４０に固定するための機構が設けられる。図示の実施形態において、固定機構はポスト２４０の頂上に形成された開口２４８と嵌合する、ローラ２５０上のロック指部２４５を有する。本実施形態において、ローラ２５０は、基部２３０の例えば頂上等の一側面からのみ延びる。基部２３０は、ガイド機構１４０に関して上述した方法でハウジング１００と接触する可撓性部材すなわち可撓性アーム２６０を有してもよい。ハウジングの下壁１２７と接触する基部２３０の表面積を減少させることによりノイズを低減するために、パッド２７０を基部２３０の下面に配置してもよい。ケーブル１３０は、上述した方法で隣接するガイド機構２２０間を通過するのが好適である。
【００２６】
図１に示されるように、クリップ２８０が外れるまでハブの巻回を防止するように、一般的に設けられるようなロッククリップ２８０を使用してもよい。ロッククリップ２８０は、例えば出荷中に中立すなわち零位置でクロックスプリングをロックするために使用できる。ロッククリップ２８０は、車両に対するクロックスプリングの取付中に除去される。
【００２７】
図１１ないし図１７は、比較的大きな電流がクロックスプリングコネクタ１０を通るのに使用できる大電流回路の側面を示す。大電流回路は、本出願に図示され説明されたもの以外のクロックスプリングコネクタと共に、又はクロックスプリングコネクタ以外のコネクタと共に使用できることを理解されよう。図１１は、大電流回路が機能する方法を概略的に示す。例えば14アンペアの大電流は、基部１１４の例えばリードフレーム１５０を介してクロックスプリングコネクタに入る。次に、電流は１本以上の平形ケーブル１３０上の縮小された複数の電流経路に分割される。図示の実施形態において、正の大電流は、３本の大／小電流フレックスケーブル１４２の各々に一つの、縮小された３つの電流経路１８７に分割される。縮小された電流経路は、例えばハブ１２０の大電流リードフレーム１７０により、クロックスプリングコネクタの他端の単一大電流経路に再結合する。次に、大電流は、過熱したステアリングホイール等のデバイスを通過し、上述した方法で複数の小電流経路を介してクロックスプリングコネクタに戻る。
【００２８】
図１２ないし図１４を参照すると、リードフレームコネクタ１７０，１８０は、例えば超音波溶接及び機械的機構の一方又は両方により互いに結合され、一体の上側（すなわちハブ側）リードフレーム組立体３００を形成する。上側リードフレーム組立体３００は、ハブ１２０のソケット１７５に実装するよう構成される。
【００２９】
各リードフレーム１７０，１８０は、第１端３０２，３０４及び第２端３０６，３０８をそれぞれ有する。第１端３０２，３０４は、別のコネクタ（図示せず）等の外部デバイスからの端子（図示せず）と嵌合するようになっている接続端子３１０〜３２７を提供する。図示の実施形態において、端子３１０〜３２７は雄型端子すなわちピンを具備するが、雌型コネクタ又は導線路等の別の形態をとってもよいことは理解されよう。図示の実施形態において、端子は、小電流端子３１０〜３２５及び大電流端子３２６，３２７に分割される。端子３２６は正の大電流端子として作用するが、端子３２７は大電流接地端子として作用する。リードフレーム組立体３００が使用される所与の用途に依存して、端子の数が変更になることは理解されよう。
【００３０】
リードフレーム１７０，１８０の第２端３０６，３０８はフレックスケーブル１３０の端部と嵌合するよう構成される。具体的には、大／小電流リードフレーム１７０は３本の大／小電流ケーブル１４２の各々の一端と嵌合するのに対し、小電流リードフレーム１８０は小電流ケーブル１４４の一端と嵌合する。この目的のために、ケーブル１４２，１４４の端部は、銅線路１８６，１８７，１８８が露出する各接続部３３０を有する。接続部３３０のいずれかの側において、銅線路１８６，１８７，１８８はケーブル１４２の絶縁材料３３２により覆われる。図１２に見えるように、小電流ケーブル１４４上の露出した小電流線路１８８は、リードフレーム１８０の第２端３０８の小電流端子３４０〜３５２と整列すると共に嵌合するよう構成される。リードフレーム１８０の第１端３０４の各小電流接続端子３１０〜３２２は、例えばリードフレーム１８０内の導電経路により、リードフレーム１８０の第２端３０８の各小電流接続端子３４０〜３５２と電気的に相互接続される。
【００３１】
同様に、リードフレーム１７０の第２端３０６は、３本の大／小電流ケーブル１４２のコネクタ部３３０の銅線路と整列すると共に電気的に嵌合するよう配置された端子３５３〜３５７を提供する。具体的には、リードフレーム１７０の第２端３０６は、３本の小電流端子３５３，３５４，３５５、１本の正の大電流端子３５６及び１本の接地大電流端子３５７を有する。各小電流端子３５３，３５４，３５５は第１端３０２内で小電流端子３２３，３２４，３２５の各一と電気的に相互接続されるのに対し、各大電流端子３５６，３５７は各大電流端子３２６，３２７と電気的に相互接続される。各小電流端子３５３，３５４，３５５は、ケーブルがリードフレーム１７０の第２端３０６に接続されると、ケーブル１４２の異なる１本の小電流線路１８８の一つと嵌合するよう寸法が設定され且つ配置される。逆に、大電流端子３５６はケーブル１４２の３本全ての正の大導電線路１８６と電気的に嵌合するよう寸法が設定され且つ配置され、接地大電流端子３５７はケーブル１４２の３本全ての接地大電流線路１８７と電気的に嵌合するよう寸法が設定され且つ配置される。このため、大電流は、クロックスプリングコネクタを通過すると、６本の縮小された電流経路、すなわち３本の正の経路１８６及び３本の接地経路１８７に分割される。大電流をケーブル１３０ａ，１３０ｂの縮小された複数の電流経路に分割することにより、単一の電流経路が使用されている場合に生ずるであろう温度よりも低い温度で、大電流がクロックスプリングコネクタ等のコネクタを通過することができる。
【００３２】
図１５ないし図１７を参照すると、リードフレームコネクタ１５０，１６０は、例えば超音波溶接及び機械的機構の一方又は両方により互いに結合され、一体の下側（すなわち基部側）リードフレーム組立体４００を形成する。下側リードフレーム組立体４００は、基部１１４のソケット１５５に実装するよう構成される。各リードフレーム１５０，１６０は、第１端４０２，４０４及び第２端４０６，４０８をそれぞれ有する。第１端４０２，４０４は、別のコネクタ（図示せず）等の外部デバイスからの端子（図示せず）と嵌合するようになっている接続端子４１０〜４２７を提供する。図示の実施形態において、端子は、小電流端子４１０〜４２５及び大電流端子４２６，４２７に分割される。端子４２６は正の大電流端子として作用するが、端子４２７は大電流接地端子として作用する。
【００３３】
リードフレーム１５０．１６０の第２端４０６，４０８はフレックスケーブル１３０の他端の一つと嵌合するよう構成される。具体的には大／小電流端子リードフレーム１６０は３本の大／小電流ケーブル１４２の端部の接続部３３０と嵌合するのに対し、小電流リードフレーム１５０は小電流ケーブル１４４の端部の接続部３３０と嵌合する。小電流ケーブル１４４上の露出した小電流路１８８は、リードフレーム１６０の第２端４０８の各小電流端子４４０〜４５５と整列すると共に嵌合するよう構成される。リードフレーム１６０の第１端４０４における各小電流接続端子４１０〜４２２は、例えばリードフレーム１８０内の導電経路によりリードフレーム１８０の第２端４０８内の小電流接続端子４４０〜４５２の各一と電気的に相互接続される。
【００３４】
同様に、リードフレーム１５０の第２端は、３本の大／小電流ケーブル１４２のコネクタ部３３０の銅線路と整列すると共に電気的に嵌合するよう配置された端子を提供する。具体的には、リードフレーム１５０の第２端４０６は、３本の小電流端子４５３，４５４，４５５、１本の正の大電流端子４５６及び１本の接地大電流端子４５７を有する。各小電流端子４５３，４５４，４５５はリードフレームの第１端３０２内で小電流端子４２３，４２４，４２５の各一と電気的に相互接続されるのに対し、各大電流端子４５６，４５７は各大電流端子４２６，４２７と電気的に相互接続される。各小電流端子４５３，４５４，４５５は、ケーブル１４２の異なる１本の小電流線路１８８の一つと嵌合するよう寸法が設定され且つ配置される。逆に、正の大電流端子４５６はケーブル１４２の３本全ての正の大導電線路１８７と電気的に嵌合し、接地大電流端子４５７はケーブル１４２の３本全ての接地線路１８７と電気的に嵌合する。
【００３５】
好適な一実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更が可能であり、等価物に置換可能であることは当業者に理解されよう。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の教示に特定の状況又は材料を適合させて多くの変形例を作ることができる。従って、本発明は、開示された特定実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲の技術的範囲内の全ての実施形態を含むことを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態の側面に従った組立後のクロックスプリングの斜視図である。
【図２】クロックスプリングの分解斜視図である。
【図３】可撓性ケーブルを示し、（Ａ）クロックスプリングに使用される第１可撓性ケーブルの斜視図、（Ｂ）クロックスプリングの第２可撓性ケーブルの斜視図である。
【図４】ガイド機構の一実施形態の斜視図である。
【図５】図４のガイド機構の分解斜視図である。
【図６】図４のガイド機構の側面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿ったガイド機構の断面図である。
【図８】ガイド機構の別の実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８のガイド機構を下から見た斜視図である。
【図１０】図９のガイド機構の分解斜視図である。
【図１１】本発明の側面に従った大電流回路の概略を示す図である。
【図１２】図１のクロックスプリングに使用可能な第１リードフレーム組立体の斜視図である。
【図１３】図１のクロックスプリングに使用可能な第１リードフレーム組立体の斜視図である。
【図１４】図１のクロックスプリングに使用可能な第１リードフレーム組立体の斜視図である。
【図１５】図１のクロックスプリングに使用可能な第２リードフレーム組立体の斜視図である。
【図１６】図１のクロックスプリングに使用可能な第２リードフレーム組立体の斜視図である。
【図１７】図１のクロックスプリングに使用可能な第２リードフレーム組立体の斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０    クロックスプリングコネクタ
１００  ハウジング
１１０  第１ハウジング部
１１２  カバー
１１４  基部
１２０  第２ハウジング部（ハブ）
１２３  外側環状壁
１２４  内側環状壁
１２５  収容空間
１３０，１４２，１４４  可撓性ケーブル
１３４  ループバック部
１４０，２２０  ガイド機構
１５０，１６０，１７０，１８０  リードフレーム
１８６，１８７  電流経路
１９０，２３０  基部
１９２  開口
２００，２５０  ローラ
２０４  車軸部
２４０  ポスト
２４５  ロック指部（可撓性指部）
２６０  可撓性アーム（可撓性部材）
２７０  パッド
３１０〜３２７，３４０〜３５７，４１０〜４２７，４４０〜４５７  端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
2006502549.tif 000020
2006502549.tif 000021
2006502549.tif 000022
2006502549.tif 000023
2006502549.tif 000024