(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロックスプリングハウジングと、
前記クロックスプリングハウジング内で巻回されかつ折り返し部を有する導電性フラットケーブルと、
前記クロックスプリングハウジング内に回転可能状態で取付けられたハブと、
前記クロックスプリングハウジングによって画成されたチャンバと、
実質的円形断面を有する複数のローラ部材を備えかつ前記チャンバ内に取付けられた保持体と、を備え、
前記複数のローラ部材のうちの１つは実質的に非柔軟性のローラ部材であり、この実質的に非柔軟性のローラ部材は、前記導電性フラットケーブルの前記折り返し部の凹面付近に配置され、前記複数のローラ部材のうちの少なくとも１つは実質的に柔軟性のローラ部材であり、
前記クロックスプリングハウジングは内側壁面と外側壁面とを有し、前記チャンバの幅は前記内側壁面と前記外側壁面との最短距離によって規定され、前記少なくとも１つの実質的に柔軟性のローラ部材は前記幅±0.100インチ程度の直径を有する柔軟材から形成され、前記少なくとも１つの実質的に柔軟性のローラ部材は、前記クロックスプリングハウジングの前記内側壁面及び前記外側壁面の双方に沿って配索された前記導電性フラットケーブルを押圧することを特徴とするクロックスプリング式コネクタ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの実質的に柔軟性のローラ部材は、５つの実質的に柔軟性のローラ部材を含む実質的に柔軟性のローラ部材であることを特徴とする請求項１に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項３】
前記実質的に非柔軟性のローラ部材は、実質的剛体材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの実質的に柔軟性のローラ部材は、実質的柔軟性材料から形成されていることを特徴とする請求項３に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項５】
前記実質的に非柔軟性のローラ部材は、アセタールホモポリマー材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項６】
前記少なくとも１つの実質的に柔軟性のローラ部材は、ゴム材から形成されていることを特徴とする請求項５に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの実質的に柔軟性のローラ部材は、ネオプレン材から形成されていることを特徴とする請求項５に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項８】
前記導電性フラットケーブルは、ポリエステル材からなる絶縁層を備えていることを特徴とする請求項４に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項９】
前記保持体は軸を有し、前記実質的に非柔軟性のローラ部材は、前記軸に取付けられていることを特徴とする請求項８に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項１０】
前記保持体はポリマー材から形成され、前記保持体は実質的に剛体であることを特徴とする請求項９に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項１１】
前記複数の実質的に柔軟性のローラ部材は、硬度７０の材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項１２】
前記実質的に柔軟性のローラ部材は、約０．１５グラムの押圧力を与えられた際に、初期形状に対し直径方向に約２０％変形することを特徴とする請求項１に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項１３】
クロックスプリングハウジングと、
前記クロックスプリングハウジング内で巻回される第１の導電性フラットケーブルと、
前記クロックスプリングハウジング内で巻回される第２の導電性フラットケーブルと、
前記クロックスプリングハウジング内に回転可能状態で取付けられたハブと、
前記クロックスプリングハウジングによって画成されたチャンバと、
実質的円形断面を有する複数のローラ部材を備えかつ前記チャンバ内に取付けられた保持体と、を備え、
前記複数のローラ部材のうちの２つは実質的に非柔軟性のローラ部材であり、前記複数のローラ部材のうちの２つは実質的に柔軟性のローラ部材であり、前記２つの実質的に非柔軟性のローラ部材のうち第１の実質的に非柔軟性のローラ部材は、前記第１の導電性フラットケーブルの凹面に面し、前記２つの実質的に柔軟性のローラ部材のうち第１の実質的に柔軟性のローラ部材は、前記第１の導電性フラットケーブルの凸面に面し、前記２つの実質的に非柔軟性のローラ部材のうち第２の実質的に非柔軟性のローラ部材は、前記第２の導電性フラットケーブルの凹面に面し、前記２つの実質的に柔軟性のローラ部材のうち第２の実質的に柔軟性のローラ部材は、前記第２の導電性フラットケーブルの凸面に面し、
前記第１の実質的に非柔軟性のローラ部材は、前記第１の実質的に柔軟性のローラ部材に近接配置されていることを特徴とするクロックスプリング式コネクタ。
【請求項１４】
前記第２の実質的に非柔軟性のローラ部材は、前記第２の実質的に柔軟性のローラ部材に近接配置されていることを特徴とする請求項１３に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項１５】
前記実質的に非柔軟性のローラ部材は、実質的剛体材料から形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項１６】
前記実質的に柔軟性のローラ部材は、実質的柔軟性材料から形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項１７】
前記実質的に非柔軟性のローラ部材は、アセタールホモポリマー材から形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【請求項１８】
前記実質的に柔軟性のローラ部材は、ゴム材から形成されていることを特徴とする請求項１７に記載のクロックスプリング式コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願は、1998年6月30日に出願された米国出願第09/107,108号の一部継続出願であり、米国出願第09/107,108号は、1997年12月8日出願の米国出願第08/986,866号の一部継続出願であり、米国出願第08/986,866号は、1996年6月24日出願の米国出願第08/667,634号の一部継続出願であり、米国出願第08/667,634号は、1994年9月19日に出願された米国出願第08/276,954号の継続出願である。本明細書は、以上の特許出願の内容を参照し、これらを含むものとする。
【０００２】
本発明は、導電性ケーブルを収容するためのクロックスプリング式コネクタに関するものである。さらに詳しく言えば、本発明は、回転可能な電気的装置を固定された電気的装置に電気的に接続するクロックスプリング式コネクタに関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
本発明は多数の用途に応用可能であるが、最も一般的な用途は自動車への適用である。エアバッグ式衝突システムを備えた自動車は年々増加している。一般的にエアバッグは、運転者に対面する形態でステアリングホイール上に設けられる。エアバッグは、自動車の車体に取付けられたセンサと、継続的に電気接続されていなければならない。衝突の際には、センサがエアバッグ式緩衝装置に電気信号を伝達し、エアバッグを直ちに膨張させる。従って、ステアリングホイールに取付けられたエアバッグ装置の回転可能部分と、車体における固定部位に取付けられた装置の他の部分との間には、電気接続が必要である。回転可能部分と固定部分との間の電気的接続方法は周知である。一般的には、導電性リングに電気ブラシが接触する形態で構成され、それらのうちの一方は、回転可能な電気接続を実現するために回転可能とされる。しかし、特に事故による衝撃発生時には、このようなブラシ−リングシステムによる電気接続が一時的に断絶され、エアバッグ式緩衝システム全体の非作動につながる危険性がある。
【０００４】
さらに、エアバッグがシートベルトの胸部用ベルトに組込まれる場合もある。この場合、車両の固定部分と、回転復帰軸周りに巻付けられここから巻き出されて往復運動するシートベルトの胸部用ベルトとの間に電気的接続が必要である。
【０００５】
こうして、外側ハウジングと、ローター部材と、部材を収容し接続するための複数の中間ハウジング部材とを備えたクロックスプリング式コネクタが開発された。ハウジングとローター部材とは、複数のベアリング面で相対回転可能とされている。“クロックスプリング”は、インターコネクタの内側に配置される。従来技術のクロックスプリングは導電性単一フラットケーブルを備え、この導電性単一フラットケーブルの両端は、エアバッグとセンサ装置とを接続するために、インターコネクタから外へ出る導電性ワイヤに導電接続されている。例えば、米国特許第5,061,195号は、導電性単一フラットケーブルを内部に備えたクロックスプリングハウジング及びクロックスプリングアッセンブリを開示している。
【０００６】
コスト低減、及びクロックスプリングハウジング内に必要とされる空間の削減のために、導電性フラットケーブルの長さを短縮することも従来技術として公知である。例えば、米国特許第5,277,604号に記載の技術は、フラットケーブルの長さを短縮し、座屈を防止して、クロックスプリング式コネクタの高い信頼性と滑らかな回転とを実現するために、クロックスプリングハウジング内に少なくとも８個のローラとクロックスプリングハウジング内における導電性フラットケーブルの巻上げ部分とを設けている。このような構成では、ローラを取付けるために、複雑で高価なシステムが必要となる。このような構成は、高価であり、なおかつ、単一の導電性フラットケーブルのみを収容可能である。
【０００７】
一対の導電性ケーブルを用いた例は、米国特許第3,763,455号に開示されている。複数の導電性ケーブルは、２０のスペーサまたはローラのアッセンブリによって支持されている。この構成もまた、多数のローラを含む多数の部材を必要とし、装置の組立て時間を長くし、コストを増加させる。
【０００８】
ステアリングホイール上に取付けられる制御装置が増えると、クロックスプリング式コネクタを通じて多数の電気信号を伝達するために、より多くの導電体が必要になる。従来のクロックスプリングには、各フラットケーブルが最大で６本の導電体を含む複数の導電性ケーブルを備えているものがある。導電性フラットケーブルの限られた幅、及びフラットケーブルの製造方法により、導電体は６本が限界である。従って、６本を越える導電体を収容可能なクロックスプリング式コネクタが求められている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
さらに、クロックスプリングの組立ては労力を要しコストのかかる作業であり、ミスを生じやすい。特に、公知の技術におけるクロックスプリングの組立ては、ステアリングホイールの回転に同調したフラットリボンケーブルをガイドする部材の仕分けから始めなければならない。種々の部材を個々にクロックスプリング内に収めて組立てるのは、面倒で労力のかかる作業である。
【００１０】
従って、本発明の目的は、組立て及び製造が容易なクロックスプリングを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、フレームを有しステアリングホイール内に容易に収めることのできる一体式保持体アッセンブリを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、可動部材を最小限としたクロックスプリング式コネクタを提供することである。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、最小限の長さを有する導電性フラットケーブルを備えたクロックスプリング式コネクタを提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、独立して自在に回転することのできる保持体を備えたクロックスプリングを提供することである。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、柔軟性ローラ部材を用いることにより導電性フラットケーブルの振動が低減されたクロックスプリング式コネクタを提供することである。
【００１６】
本発明のさらなる他の目的は、耐久性に優れたクロックスプリングを提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題及び利点は、チャンバを画成するハウジングを備えたクロックスプリング式コネクタにより達成される。チャンバ内に配置された保持体は、１つの剛体ローラ部材と複数の柔軟性ローラとを備えている。導電性フラットケーブルは保持体によって保持される。導電性フラットケーブルは、剛体ローラに関係する折り返し部を有する。ハウジング部材はハブを収容し、保持体はハブ上に取付けられ、カバーが保持体と複数のフラットケーブルとをハウジング内に封止している。カバーは外側出口キャビティを備えている。
【００１８】
本発明の変更形態は、保持体アッセンブリを含むハウジングを備えたクロックスプリングである。一体式保持体アッセンブリは回転可能状態でハウジングに取付けられている。ハウジング自体は、チャンバを画成する固定カバーとベース部とを備えている。保持体アッセンブリは、好ましくは、独立に回転する１または複数のローラを備えたフレームを有している。ハウジング内では、内周領域が、ハブとフレームとによって同心状に画成され、外周領域が、フレームとハウジングとによって同心状に画成されている。第１及び第２のフラットリボンケーブルはハブを取囲み、内周領域と外周領域との間を行き来する。フラットリボンケーブルは、フレームに取付けられたローラ部分を通って折り返され、内周領域と外周領域とに位置する各フラットリボンケーブルは反対方向に移動する。内周部及び外周部における長さを変化させるために、各フラットリボンケーブルは、対応するローラまたはローラ対を通過する余裕長さ部分を有している。第１及び第２のフラットリボンケーブルは、前述の形態と同様に、内側バックボーンに接続されている。内側バックボーンはベース部に受容され、内周領域から各フラットリボンケーブルにアクセス可能とされている。外周領域に存在する各フラットリボンケーブルには外側バックボーンがアクセス可能とされている。複数のフラットリボンケーブルは、クロックスプリング内で、内側バックボーンと外側バックボーンとを連結する。こうして、内側バックボーンが回転すると、複数のフラットリボンケーブルが一体式保持体アッセンブリに接触し、かつこれを回転させる。より詳しく述べると、各フラットリボンケーブルの余裕長さ部分がローラに接触し、フラットリボンケーブルの巻付け、巻き出しに伴い、一体式保持体アッセンブリを回転させる。好ましくは、各フラットリボンケーブルの余裕長さ部分が、各フラットリボンケーブルを受容するローラ対の一方または他方に接触し、この接触によって一体式保持体アッセンブリを時計回り方向、または反時計回り方向に回転させる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以上の特徴及びその他の特徴は、好ましい実施形態に関する以下の詳細説明に記載されている。
【００２０】
本発明、及び本発明に係る多くの利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細説明を読むことによってより深く理解される。
【００２１】
以下、図面を参照するが、同一または対応する部材には、複数の図面にわたって同類の符号を付して示す。図面中、図８〜１２は、剛体ローラ部材と複数の柔軟性ローラとを備え、静かで耐久性のあるクロックスプリング性能を実現したクロックスプリングを示している。しかし、図８〜１２を参照して説明する実施形態に対する導入部分として、始めに図１〜７に示す実施形態について説明する。
【００２２】
クロックスプリング式コネクタは、クロックスプリング式コネクタの好ましい実施形態に関する種々の特徴を示す図１〜図３を参照することによって、より良く理解することができる。図１で分かるように、ハウジング１０はハブ２０を収容する。ハブには保持体３０が取付けられている。保持体３０には、第１の導電性フラットケーブル４１と第２の導電性フラットケーブル４２とが保持されている。カバー５０は、フラットリボンケーブル４１，４２と、保持体３０と、ハブ２０とを収容したハウジング１０に封をしている。
【００２３】
ハウジング１０は縁部１２を有し、ここにハブ２０のベース部２２が置かれている。ハブ２０及びハウジング１０は、ベース部２２と縁部１２との間の摩擦力が十分に低い状態でハブ２０がハウジング１０内で自在に回転するよう、適切な材料で形成されている。ベース部２２と縁部１２との間の支持面の摩擦力を低減するために、テフロンテープ、シリコン材、またはグリースといった材料をベース部２２と縁部１２との間に挿入してもよい。本発明の装置のその他全ての支持面についても同様である。内側出口キャビティ２４が、ハブ２０のベース部２２から下方に突出している。内側出口キャビティ２４内には内側バックボーン２６が挿入されている。内側バックボーン２６は、その入口端部２７に導電性フラットケーブルを収容し、出口端部２９からは絶縁ワイヤ２８が延在している。
【００２４】
ハブ２０上には、独立して自在に回転することのできる保持体３０が載せられている。好ましい実施形態では、保持体３０は、熱可塑性ポリマー材を型成形して形成された概して円形状の部材である。しかし、保持体３０はどのような材料で形成してもよい。保持体３０は、第１のローラ取付部３７と第２のローラ取付部３８とを備えている。それぞれのローラ取付部３７，３８からは、軸３３，３４が上方に向けて突出している。ローラ領域壁面３５，３６はローラ取付部３７，３８を取囲み、第１のローラ３１及び第２のローラ３２の外径に対応した形状に形成されている。ローラ領域壁面３５，３６の各端部には、内径角部６５及び外径角部６６が設けられている。角部６５，６６の形状を変更することによってローラ領域壁面３５，３６の総輪郭を変化させることができ、こうして導電性ケーブル４１，４２の経路をコントロールすることが可能である。角部６５，６６に丸みを付けると、壁面３５，３６の輪郭が縮小し、導電性ケーブル４１，４２に接触する領域も縮小する。角部６５，６６を外側のある点までもって行くと、壁面３５，３６の輪郭が拡大し、導電性ケーブル４１，４２に接触する領域も拡大する。
【００２５】
第１のローラ３１は保持体３０の軸３３に取付けられ、第２のローラ３２は保持体３０の軸３４に取付けられている。第１・第２のローラ３１，３２は、軸３３，３４上で、独立に、自在に回転する。保持体３０からハブ２０に向けて、あるいはハウジング壁面１５に向けて、複数の突起３９ａ，３９ｂが突出し、導電性ケーブル４１，４２が回転の際に接触する面を構成している。保持体３０は、ローラ３１，３２を取付ける部材であると共に、チャンバ１４の外周部に存在する導電性ケーブル４１，４２を、チャンバ１４の内周部に存在する導電性ケーブル４１，４２から分離する部材にもなっている。保持体３０には、スプリング部材６２が一体成形されている。スプリング部材６２からはスペーサ６４が突出し、クロックスプリングハウジングのチャンバ１４内で保持体３０を軸線方向に位置決めする役割を果たしている。ハウジングチャンバ１４は、ハウジング１０の輪郭ウを形成するハウジング壁部１５によって画成されている。ハウジングチャンバ１４はさらに、その底部がハブベース部２２によって、上部がカバー５０によって構成されている。
【００２６】
本発明の装置は、２本の導電性フラットケーブルを含んでいる。第１の導電性ケーブル４１及び第２の導電性ケーブル４２は互いに隣接し、ハウジング１０のチャンバ１４内で保持体３０に巻付けられている。本発明の好ましい実施形態におけるフラットリボンケーブル４１，４２は、互いに平行な６本の導電体を一対の絶縁フィルム間に挟んで形成されている。それぞれ６本の導電体を有する２本のフラットリボンケーブル４１，４２用いることによって、本発明の好ましい実施形態は、合計１２本の導電体を保持していることになる。導電体の数をほとんど限界なく増加させるために、２本以上の導電性ケーブルを保持するように構成することもできる。第１の導電性ケーブル４１は、折り返された第１のＵ字形ループ部４３を備え、第２の導電性ケーブル４２は、折り返された第２のＵ字形ループ部４４を備えている。第１・第２の導電性ケーブル４１，４２は、外周部の外側出口キャビティ５２を通ってクロックスプリング外部へと出ている。導電性ケーブルの尾部４６は、チャンバ１４内の導電性ケーブル経路に対して垂直に折り曲げられ、外側出口キャビティ５２に収容されている。外側バックボーン５４は、外側出口キャビティ５２において、導電性ケーブルの尾部４６とは反対側に受容されている。外側バックボーン５４の入口キャビティ５６は、第１・第２の導電性ケーブル４１，４２を受容している。ケーブル４１，４２の導電体は、対応する絶縁ワイヤ５８に溶接されている。絶縁ワイヤ５８は、外側バックボーン５４の出口端５９から突出している。
【００２７】
最も簡単で、最も迅速なクロックスプリング式コネクタの組立てを可能とするために、組立ては、ハウジング１０にハブ２０を接近させて行われる。ハブ２０は内周部に出口キャビティ２４を有しているが、ハブ２０は、自動車のステアリングホイールに組付けられる回転可能部材である。自動車のステアリングホイールを回転させるとハブ２０が同時に回転する。外周部に出口キャビティ５２を備えたカバー５０は、ハウジング１０上に置かれる。カバー５０はクロックスプリング式コネクタの静止部材である。外周部に配置された出口キャビティ５２は、自動車のステアリングコラムに組付けられて、静止状態に置かれる。図１は、内側出口キャビティ２４がアッセンブリの底面に、外側キャビティ５２が上面に配置された状態でクロックスプリング式コネクタのアッセンブリを示しているが、クロックスプリング式コネクタをステアリングアッセンブリに組付ける際には、内側出口キャビティ２４及びハブ２０がクロックスプリング式コネクタの上面に、外側出口キャビティ５２及びカバー５０がクロックスプリング式コネクタの底面に来るよう、アッセンブリは反転される。
【００２８】
図２を参照することにより、クロックスプリングの作動をより容易に理解することができる。ハウジング１０の内部には保持体３０とハブ２０とが取付けられている。保持体３０には、第１のローラ３１及び第２のローラ３２が取付けられている。クロックスプリング式コネクタは完全に巻上げられた状態で、すなわち導電性ケーブル４１，４２の大部分がチャンバ１４の内周部でハブ２０の周囲に巻付けられた状態で示している。第１のローラ３１は、ローラ領域３７において保持体３０の軸３３に取付けられている。第２のローラ３２は、第２のローラ領域３８において保持体３０の軸３４に取付けられている。第１の導電性ケーブル４１は、外側バックボーン５４から出て、ハウジング１０の外周部壁面１５に近くに延在している。折り返された第１のループ部４３は第１のローラ３１周りに巻付けられ、次いでハブ２０周りに巻付けられている。第２の導電性ケーブル４２は、外側バックボーン５２から出て、折り返された第２のループ部４４で第２のローラ３２周りに巻付けられ、次いでハブ２０周りに巻付けられている。ハブ２０への巻付けは、第１の導電性ケーブル４１のハブ２０に対する巻付け位置から１８０°離れた反対側で行われている。第１の導電性ケーブル４１′は、第２の導電性フラットケーブル４２′に近接して内側バックボーン２６の位置で終端している。
【００２９】
ステアリングホイールの回転運動は、ハブ２０及び内側バックボーン２６を通じてクロックスプリング式コネクタに伝達される。時計回りの回転、すなわち矢印７０，７１で示す回転によって、第１の導電性フラットケーブル４１はハブ２０から巻戻され、位置１００で右方向へ動き、保持体３０の第１のローラ領域３７における壁面３５に接触する。同時に、第２の導電性フラットケーブル４２は位置１０２でハブ２０から巻き出され、保持体３０の第２のローラ領域３８における壁面３６に接触する。ハブが時計回り方向に巻き出し動作を継続すると、導電性ケーブル４１，４２は壁面３５，３６を押し、保持体３０も時計回りに回転させる。ハブ２０及び保持体３０が時計回りに回転すると、第１の導電性フラットケーブル４１は第１のローラ３１に沿って巻き出され、ハウジング１０の壁面１５に近接しながらチャンバ１４の外周に沿って周回する。同時に、第２の導電性フラットケーブル４２は、第２のローラ３２に沿って第１の導電性フラットケーブル４１の場合とは１８０°異なる位置で巻き出され、チャンバ１４の外周部において第１の導電性フラットケーブル４１に近接した第２の巻付け層を形成する。ハブ２０及び保持体３０の時計回り方向の回転は、フラットケーブル４１，４２がハブ２０から完全に巻き出されるまで継続する。
【００３０】
完全に巻き出された状態を図３に示している。図３では、図２と同類の部材には、同様の符号を付している。クロックスプリング式コネクタ５は、完全に巻き出された状態で、すなわち、導電性フラットケーブル４１，４２がハブ２０周りに巻付けられていない状態で示している。クロックスプリング式コネクタを巻付けるためには、ハブ２０を、矢印７２，７３で示す反時計回り方向に回転させる。ハブ２０を反時計回り方向に回転させると、第１のフラットケーブル４１は第１の折り返しループ部４３において第１のローラ３１を引張り、第１のローラ３１を回転させる。同時に、第２のフラットケーブル４２は第２の折り返しループ部４４において第２のローラ３２を引張り、第２のローラ３２を時計回り方向に回転させる。第１・第２のローラ３１，３２上における第１ケーブル４１及び第２ケーブル４２の引張り作用によって、保持体３０は反時計回り方向に回転する。ハブ２０及び保持体３０が反時計回り方向の回転を継続すると、第１・第２の導電体４１，４２はチャンバ１４の外周部から巻戻され、再びハブ２０上に巻付けられる。完全に巻き出された状態では、ケーブルはチャンバ１４の外周に沿って、第１層８１、第２層８２、第３層８３、第４層８４を形成していることが分かる。第１の導電性ケーブル４１及び第２の導電性ケーブル４２は、交互に層を形成している。すなわち、第１層８１及び第３層８３は第１の導電性ケーブル４１であり、第２層８２及び第４層８４は、第２の導電性ケーブル４２である。ハブ２０の反時計周り方向への１回転目には、チャンバの外周部から層８１が巻取られ、第１のローラ３１を通じてハブ２０上に巻付けられる。同時に、第２のローラ３２によって第２層８２が巻取られる。２回転目には、反時計回り方向の回転を継続する第１のローラ３１によって第３層が巻取られ、第２のローラ３２によって第４層が巻取られる。このような交互の巻取り作用は、チャンバ１４内周部におけるハブ２０への第１・第２の導電性ケーブル４１，４２の時計回り方向の巻付け作用に呼応して達成される。
【００３１】
図４に移ると、ここには、ハブ１２０を有するハウジング１１０を含む本発明の他の実施形態を示している。ハブには保持体１３０が取付けられている。第１の導電性フラットケーブル１４１は保持体１３０によって保持されている。カバーは、保持体１３０及びハブ１２０を収容するハウジング１１０に封をしている。ハウジング１１０は、ハウジング１１０のベース部１２２における摩擦力が十分に低い状態でハブ１２０がハウジング１１０内で自在に回転するよう、適切な材料で形成されている。ベース部１２２とハウジング１１０との間の支持面の摩擦力を低減するために、テフロンテープ、シリコン材、またはグリースといった材料をベース部１２２とハウジング１１０との間に挿入してもよい。また、これらの材料を、保持体１３０とハウジング１１０との間の摩擦力を低減するために用いてもよい。内周出口領域１２６は導電性フラットケーブル１４１を受容し、帯材が、導電性フラットケーブルを外部電気ワイヤに接続するためのバックボーン（図示せず）に取付けられる。
【００３２】
保持体１３０は、熱可塑性ポリマー材を型成形して形成された概して中空円筒状の部材である。しかし、保持体１３０はどのような材料で形成してもよい。保持体１３０は、第１のローラ取付部１３７と第２のローラ取付部１８７とを備えている。一実施形態では、保持体１３０は、６つのローラ取付部と６個のローラ部材１３１とを備えている。しかし、ローラ取付部及びローラ部材の数はいくつであってもよい。ローラ取付部１３７からは、軸１３３が上方に向けて突出している。ローラ領域壁面１３５，１３６はローラ取付部１３７を取囲み、ローラ部材１３１の外径に対応した円筒形状に形成されている。ローラ部材１３１は軸１３３に取付けられ、アーム１６０によって軸上に保持されている。好ましい実施形態では、アーム１６０は軸１３３に一体成形されている。アーム１６０は、軸から、ローラ部材１３１の内径を越えて延在している。ローラ部材１３１は、ゴムまたはネオプレンといった弾性柔軟材料から形成されている。ローラ部材１３１を柔軟材料で形成することによって、フラットリボンケーブル１４１に付与され、リボンケーブル１４１をチャンバ１８２の外側壁面に対して、及びチャンバの内側壁面に対して保持するための押圧力を最大化することができる。例えば、一実施形態では、Apple Rubber Products 社製のゴム製Ｏリングを用いることができる。このＯリングは、硬度７０、直径19.5mmであって、ローラ部材１３１の初期形状に対する変形量が２０％以下である場合に、フラットリボンケーブル１４１に0.15グラムの押圧力を与える。ローラ部材１３１の直径は、概略、チャンバ１８２の幅±0.100インチとする。チャンバの幅は、ハウジング１１０の内側壁面１５２と外側壁面１５１との間の最短距離で定義される。
【００３３】
他の実施形態として、ローラ部材１３１の内径部を低摩擦の剛性材料で、外径部を高摩擦の柔軟材料で形成してもよい。複合構成されたローラは、ある程度の圧縮を許容しながら、フラットリボンケーブル１４１に対して最大の摩擦力を与える。ローラ部材の中心部に剛性材料を有していることによって、ローラ部材の永久変形を防止することができる。ローラ部材１３１は、組合される材料の潤滑作用のもとに、軸１３３上で、独立かつ自在に回転する。保持体１３０に取付けられた複数のローラ部材の配置によって、内側壁面１５２及び外側壁面１５１に対するフラットリボンケーブルの押圧力が、クロックスプリングハウジング１１０の全周にわたって連続的に発生する。ローラ部材１３１は、内側壁面１５２と外側壁面１５１との間の幅にほぼ等しい外径を有している。第１のローラ領域１３７に配置されたローラ部材１３１は、折り返しループ形成の機能も有し、こうしてフラットリボンケーブル１４１は、ハブ１２０からＵ字形にガイドされて第１のローラ領域１３７を通過し、外側壁面１５１に沿ってガイドされる。図４に示すクロックスプリングは、単一のフラットリボンケーブル１４１のみを備えている。しかし、この実施形態を変更して、複数のフラットリボンケーブルが保持体１３０及びローラ部材１３１によって保持されるように構成してもよい。
【００３４】
図４におけるクロックスプリング１１０は、完全反時計回転状態、すなわち、フラットリボンケーブル１４１がハウジング１１０の外側壁面１５１上に巻き出された状態である。ハブ１２０が時計回り方向へ回転すると、フラットリボンケーブル１４１は第１のローラ領域１３７を通って移動し、ハブ１２０の内側壁面１５２上に巻付けられる。フラットリボンケーブル１４１が移動して、外側壁面１５１に沿って延在する状態から内側壁面１５２に巻付けられた状態へと移行すると、外側壁面１５１上の巻回帯材の厚さは減少し、内側壁面１５２に巻付けられたフラットリボンケーブル１４１の厚さは増加する。言い換えれば、フラットリボンケーブル１４１の巻回位置が外側壁面１５１から内側壁面１５２へと移行すると、ローラ部材１３１と外側壁面１５１・内側壁面１５２との間の隙間が変化する。ローラ部材１３１と外側壁面１５１・内側壁面１５２との間の隙間が変化しても、柔軟性ローラ部材１３１は、フラットリボンケーブル１４１に対する押圧力を一定に維持する。この作用は、外側壁面１５１・内側壁面１５２に何層のフラットリボンケーブルが配置されているかによらない。上記の移動過程は、ハブ１２０が反時計回り方向に回転する場合には逆転される。
【００３５】
図５に移ると、ここには第２のローラ領域１８７を拡大して示している。ローラ部材１３１は軸１３３上に取付けられ、アーム１６０，１６１で保持されている。ローラ部材１３１は保持体１３０に取付けられており、保持体１３０は、クロックスプリングのハウジング１１０内において外側壁面１５１と内側壁面１５２との間に取付けられている。フラットリボンケーブル１４１は、ハウジング１１０の外側壁面１５１に対して巻回された第１層１９１及び第２層１９２を備えている状態で示されている。フラットリボンケーブル１４１の巻回された２つの層１９１，１９２は、ローラ部材１３１を圧縮して卵形に変形させる。この場合、ローラ部材１３１において外側・内側壁面１５１，１５２に接触する側の直径は、ローラ部材１３１がローラ領域１３６，１３７に近接している点２０１，２０２におけるローラ部材の直径よりも小さい。ローラ部材１３１はまた内側壁面１５２の方へオフセットしているので、ローラ部材１３１の内径は、ローラ部材１３１の内径と軸１３３との間に、ローラ部材の内径と軸１３３との間に形成される第２の隙間２１１より大きい第１の隙間２１０を形成している。好ましい実施形態では、ローラ部材１３１は、軸１３３の半径よりも大きな内側半径を有しているので、上記のようなオフセット状態が形成される。次いで、ハブが回転してフラットリボンケーブル１４１が内側壁面１５２に巻付けられる場合には、ローラ部材１３１は外側壁面１５１に向かう別の方向へオフセットする。この場合、第１の隙間２１０は第２の隙間２１１より小さい。同様に、ローラ部材１３１の卵形は維持され、ローラ部材１３１は、ハウジング１１０の内側壁面１５２に巻付けられたフラットリボンケーブル１４１に対する押圧力を保持する。従って、ハブ回転の全行程にわたって、すなわちフラットリボンケーブル１４１の巻付け、巻き出しの全行程にわたって、フラットリボンケーブル１４１には一定の圧力が付与され、フラットリボンケーブル１４１がハウジング１１０の内側壁面１５２または外側壁面１５１に押付けられることを理解されたい。その結果、クロックスプリングの作動音が小さくなり、音の原因となるフラットリボンケーブル１４１の振動が防止される。
【００３６】
図６に移ると、ここには図４における６−６線で切断した側方断面を示している。ハウジング１１０にはハブ１２０が取付けられ、こうして保持体１３０を収容するチャンバ１８２が形成されている状態を示している。ローラ部材１３１は軸１３３に取付けられ、アーム１６０，１６１によって保持されている。クロックスプリングが完全な反時計回り状態にあるとき、外側壁面１５１に沿ってフラットリボンケーブル１４１の多重層が巻回され、ハウジング１１０の内側壁面１５２に沿ってフラットリボンケーブル１４５の単一層が配置される。この状態では、ローラ部材１３１の内径と軸１３３の第１側１９１との間に形成された第１の隙間２１０が、軸１３３の反対の第２側１９２における第２の隙間２１１より大きいことが分かる。上述のように、ローラ部材１３１は柔軟材料で形成されているので、クロックスプリングハウジング１１０の内側壁面１５２へのフラットリボンケーブルの巻付け、及び外側壁面１５１への巻き出しの全行程において、ローラ部材１３１は、フラットリボンケーブル１４１，１４５に一定の押圧力を付与する。
【００３７】
以上述べたように、クロックスプリングハウジング内に収容される最小限の構成部材をもって、また導電性フラットケーブルの長さを最小限とした構成で、２本の導電性フラットケーブルを容易に巻付けることが可能である。
【００３８】
さらなる他の実施形態であるクロックスプリング２０３において、図７は、１または複数のフラットリボンケーブルをガイドするために回転可能に取付けられたローラを含む一体式保持体アッセンブリ２３０を示している。一体式保持体アッセンブリ２３０は、前述の実施形態に対して、組立てを容易にするために、予備組立てされ１つのユニットとして一体化された構成部材を有しているという点で異なっている。追って詳細に説明するように、好ましい実施形態である一体式保持体アッセンブリ２３０は、ローラまたはローラアッセンブリを取付けるフレーム２６０を備えている。前述の実施形態同様、一体式保持体アッセンブリ２３０は、クロックスプリングハウジング２１０によって形成されたチャンバ２１４内に収められている。好ましい一体式保持体アッセンブリ２３０は、フラットリボンケーブルをガイドするための複数対のローラを備えたフレーム２６０を有している。一体式保持体アッセンブリ２３０の作動は、前述のクロックスプリングと略同様である。図７は、一体式保持体アッセンブリ２３０が回転可能状態でハブ２２０に取付けられ、カバー２５０がハウジング２１０に固定されてハブ２２０及び一体式保持体アッセンブリ２３０を内部に収めている様子を示している。ハウジング２１０は、ハブ２２０がハウジング内で自在に回転できるよう、ベース部（図１に符号２２で示す）とハウジング２１０との間の摩擦力が十分小さくなる材料で形成されている。そのために、ベース部２２２とハウジング２１０との間に、テフロンテープ、シリコン材、または従来のグリースなどを挿入してもよい。同様にして、一体式保持体アッセンブリ２３０は、ハウジング２１０内でハブ２２０上に回転可能状態で取付けられている。
【００３９】
さらに図７を参照すると、フレーム２６０はハブ２２０を取囲み、かつ、フラットリボンケーブル２４０，２４１をガイドするために回転自在に取付けられた複数のローラを支持している。フレーム２６０は一方向に長く、チャンバ２１４を横断するような輪郭を有し、フラットリボンケーブル２４０，２４１をガイドするローラを含む１または複数のローラアッセンブリを備えている。好ましい実施形態では、第１のローラ対２３１，２３１と第２のローラ対２３２，２３２とが、フレーム２６０を挟んで対向配置され、各ローラ対には隣接する２つのローラが設けられている。しかし、当業者には明らかであるように、ローラの数はこれより多くても少なくてもよく、それらを同様の配置、または異なる配置で設けてもよい。ローラは、対応する第１の連結フォーク２３８，２３８、第２の連結フォーク２３９，２３９によって回転可能状態でフレーム２６０に取付けられている。連結フォークは、フレーム２６０から一体式に延在し、各ローラ２３１，２３２を軸回りに回転自在に支持している。以下において、内周部とは一体式保持体アッセンブリ２３０とハブ２２０との間の同心円領域を、外周部とはハウジング２１０と一体式保持体アッセンブリ２３０との間の同心円領域を意味するものとする。ローラ２３１，２３２は、フラットリボンケーブル２４０，２４１を内周部から外周部へと送り出したり、巻き戻したりする。ローラは中実プラスチック製とすることが好ましいが、本明細書の他の部分で説明したように、この実施形態においても柔軟性ローラを用いてもよい。
【００４０】
前述の実施形態同様、フラットリボンケーブル２４０，２４１は、ハウジング内において２つの導電性バックボーンまたは導電性表面を電気的に接続する。このとき、第１のバックボーンはベース部に受容され、ステアリングホイールの動きに合せてベース部と共に回転する。本実施形態の目的を達するために、リボンケーブル２４０，２４１は、前述の実施形態で説明した方式で、内側バックボーン２２６を外側バックボーン２５４に接続している。各フラットリボンケーブル２４０，２４１は、内周部と外周部とにまたがるように分配され、内周部から外周部へと、またはその逆に、ローラアッセンブリ２３１，２３２を通じて送られる。このようにして、内側バックボーン２２６の回転に伴いフラットリボンケーブル２４０，２４１が送られる場合、内周部及び外周部に存在する各フラットリボンケーブル２４０，２４１の部分は、互いに反対方向へ移動する。各フラットリボンケーブル２４０，２４１は、内側バックボーン２２６の回転に従って変化する余裕部を有していてもよく、その長さは、任意の瞬間において、各ローラアッセンブリ２３１，２３２におけるローラ間に位置するケーブル長さで概略規定される。内側バックボーン２２６が回転すると、クロックスプリングが巻付け方向であるか、巻戻し方向であるかに応じて、フラットリボンケーブル２４０，２４１は、内周部へより多く送られたり、外周部へより多く送られたりする。図７は、好ましい形態のクロックスプリングを、フラットリボンケーブル２４０，２４１の巻き出し位置で、すなわち、各フラットリボンケーブル２４０，２４１が最も外周部側に送られた状態で詳細に示す図である。
【００４１】
フラットリボンケーブル２４０，２４１を内周部、外周部に均等に分配してもよいので、本発明を図７に示す巻付け位置で説明する。フラットリボンケーブル２４０，２４１の巻付け位置から巻出し位置への分配及び送りは、図２，３及びそれに付随する説明と、実質的に同様または同じであることは当業者には明らかである。本実施形態は、ハウジング内で１または複数のフラットリボンケーブルをガイド・支持するための改良された機構を備えている点で、前述の実施形態とは異なる。図７は、各フラットリボンケーブル２４０，２４１が、内周部において部分的にハブ２２０を取囲みながら内側バックボーン２２６に接続されている様子を示している。両フラットリボンケーブル２４０，２４１は内側バックボーン２２６に接続され、フレーム２６０の対向する端部から外周部へと出て、巻回されている。フラットリボンケーブル２４１は、もう一方のケーブルより１８０°余計にハブ２２０を周回するので、その分長く図示されている。
【００４２】
前述の実施形態同様、ステアリングホイールが回転すると内側バックボーン２２６が回転し、内周部または外周部に存在するフラットリボンケーブル２４０，２４１の長さを変化させる。図７に示す実施形態では、ステアリングホイールを時計回り方向に回転させるとフラットリボンケーブル２４０，２４１がハブ２２０周りに巻付けられる。巻付け運動によって、フラットリボンケーブル２４０，２４１の余裕部分は、それぞれのローラ対２３１，２３１及び２３２，２３２を通じて移動する。各フラットリボンケーブル２４０，２４１は、概して、それぞれのローラ対２３１，２３１及び２３２，２３２を通過する際にたるみをもつ。たるみ部分は次いでローラ対に係合し、内側バックボーン２２６の回転に伴って保持体２３０を回転させる反力を発生する。このようにして、保持体２３０の動きによってローラ２３１，２３１及び２３２，２３２が位置決めされ、フラットリボンケーブルが外周部から引き込まれる。内側バックボーンのさらなる回転によって、フラットリボンケーブル２４０，２４１が挟まれたり、半径方向内側に引張られたりすることはない。こうして、フラットリボンケーブル２４０，２４１は、巻出し位置からハブ２２０周りの完全巻付け位置へと移動し、余裕部分の全ては内周部に収められる。
【００４３】
フラットリボンケーブル２４０，２４１がそれぞれのローラ２３１，２３２を通過する際にたるみを有していることが好ましいが、ローラに対してフラットリボンケーブル２４０，２４１を張った状態としてもよいことは当業者には明らかである。このように張った係合状態では、外周部から内周部へと移動する際に各フラットリボンケーブル２４０，２４１は対をなすローラ２３１，２３２の一方を引張り、ローラ間にわずかなたるみを生じさせる。フラットリボンケーブル２４０，２４１がローラ２３１，２３２を通過する際の引張り作用によって、フラットリボンケーブルの引き込みに伴い一体式保持体アッセンブリ２３０を回転させる反力が発生する。
【００４４】
図７に示す形態によれば、内側バックボーン２２６が反時計回り方向に回転すると、フラットリボンケーブル２４０，２４１は、内周部から送り出される。クロックスプリングの反時計回転によって、フラットリボンケーブル２４０，２４１は押され、内周部から外周部へと送り出される。送り出し方向の回転は、ローラ２３１，２３１及び２３２，２３２を通過する際に、フラットリボンケーブル２４０，２４１にたるみを生じさせる。フラットリボンケーブル２４０，２４１の押出し運動によってそれぞれにたるみが生じ、そのたるみ部分がローラ対及び／または一体式保持体アッセンブリ２３０に強制的に接触し、一体式保持体アッセンブリ２３０を反時計回りに回転させる。このように、内側バックボーン２２６が時計回り方向に、または反時計回り方向に回転する際に、各フラットリボンケーブル２４０，２４１の余裕部分は、内周部へ移動したり、外周部へ移動したりする。
【００４５】
前述の実施形態同様、本実施形態では、フラットリボンケーブル２４０，２４１が半径方向に圧力を受け、音の原因となる摺動摩擦が低減される。しかし、本実施形態は、従来技術に対し、フラットリボンケーブル２４０，２４１を内周領域でのみ押圧するという点で顕著な改良を実現している。このようにして本実施形態では、フラットリボンケーブルが外周領域に配置された際に生じやすい折り目及び裂け目の形成を回避することができる。より詳しく述べると、フラットリボンケーブル２４０，２４１は、フレーム２６０とハブ２２０との間の小さい同心空間に収容され、内周領域においてフラットリボンケーブル２４０，２４１は、互いに、そしてフレーム／ハブに向けて押圧される。こうして、本発明によれば、フラットリボンケーブル２４０，２４１が内周領域と外周領域との間で移送される際に生じやすい音を低減することが可能である。
【００４６】
本発明によりクロックスプリングを組立てる方法は、本実施形態にも適用される。この方法は、固定されたカバーと回転可能なベース部とを備えたハウジングを準備する段階を含む。このハウジングは、第１及び第２の導電性バックボーンを受容する。第１の導電性バックボーンは、ベース部及びステアリングホイールと共に回転するようにベース部に受容される。加えて、本方法は、ハウジングに対して自在に回転するようにハブ２２０をハウジング２１０に取付ける段階と、ハブ２２０及びハウジング２１０に対して自在に回転するように一体式保持体アッセンブリ２３０を取付ける段階とを含む。本方法はさらに、第１のバックボーンと第２のバックボーンとを接続するために、第１のフラットリボンケーブル２４０をハウジング２１０内に配索する段階を含む。こうして、第１のフラットリボンケーブルの一部はフレームとハブとの間の領域に配置され、フラットリボンケーブルの他の部分はハウジングとフレームとの間に配置される。本方法は、第１、第２のフラットリボンケーブル２４０，２４１をフレーム２６０によりハブに押付けるために、第２のフラットリボンケーブル２４１を実質的に同様の方法で配索する段階を含んでいてもよい。各フラットリボンケーブルを押圧するのに十分な狭い領域を内周部におけるフレームとハブとの間に形成するために、フレーム２６０をハブ２２０に対して寸法決めし、こうしてフラットリボンケーブルを押圧してもよい。最後に本組立て方法は、組立てられたクロックスプリングを、公知であり通常実施されている方法でステアリングシステムに固定する段階を含んでいてもよい。
【００４７】
本実施形態は２本のフラットリボンケーブルを含んで好適に構成されているが、一対のローラのみを設けることによって一体式保持体アッセンブリ２３０が１本のフラットリボンケーブルを受容するように構成できることは当業者には明らかである。同様に、クロックスプリング内に３またはそれ以上のフラットリボンケーブルを収容するために、ローラ対を付加してもよい。フラットリボンケーブルの数は、ステアリングホイール内で必要な閉鎖回路の数によって定まるものであり、本発明によって制約されるものではない。
【００４８】
以上述べたように、本出願人による実施形態は、全てのローラ部材が剛体からなるクロックスプリングと、全てのローラ部材が柔軟材からなるクロックスプリングとを含んでいた。
【００４９】
今日のクロックスプリングの構成では、クロックスプリングの内部構成部材の擦れ、または傷付けの問題がある。擦れや傷付けは、音、部材上の摩耗、ステアリングホイールが回転する際に打ち勝たなければならない付随トルクの増大につながる。クロックスプリングから発生する音は、自動車乗用室内の乗員が訴える主たる不満の１つである。
【００５０】
本発明によるクロックスプリング構造は、クロックスプリングの内部構成部材の擦れ、または傷付けを顕著に減少させる。従って、従来のクロックスプリングより静粛なクロックスプリングを提供することができる。
【００５１】
出願人は、剛体からなるローラ部材は剛性が高く柔軟フラットケーブルを所定位置に好適に保持するが、剛体ローラ部材、柔軟フラットケーブル、及びハウジングの壁面の間にはバックラッシュまたはガタが存在し、トルクは減少するが音が大きくなることを見出した。加えて、剛体ローラ部材は耐摩耗性が高く、柔軟フラットケーブルのポリエステル絶縁層と組合された際に優れた潤滑性能を示し摩擦力を低減させる。
【００５２】
出願人は、柔軟性ローラ部材は柔軟フラットケーブルのポリエステル絶縁層と組合された際に２つの面間で高い摩擦力を生み出し、柔軟性ローラ部材が柔軟フラットケーブルをクロックスプリングのハウジングに押付け、こうして柔軟性ローラ部材がクロックスプリングの静粛な作動を実現することを見出した。しかし、ハブをハウジングに対して回転させるために必要なトルクは増大する。加えて、柔軟フラットケーブルの折り返し部分に配置された柔軟性ローラ部材は使用過程で摩耗し、柔軟性ローラ部材の一定しない半径に起因して、柔軟フラットケーブルの導電体は損傷しやすくなる。
【００５３】
出願人は、前述の実施形態の好ましい特徴を組合せて、耐久性があり、静粛で、残留トルクの低いクロックスプリングを提供する。図８〜１１は本発明の好ましい実施形態を示している。図８は、本発明によるクロックスプリング３０３の平面図である。クロックスプリング３０３は、図４〜６に示すクロックスプリング１０３と類似しているが、クロックスプリング３０３は、柔軟フラットケーブルの折り返し部に、硬く、非柔軟性であり、実質的に剛体であるローラ部材３３１を備えている。残りのローラ部材は、前述の実施形態で説明したような柔軟性ローラ部材１３１である。
【００５４】
剛体ローラ部材３３１は、ナイロンまたはアセタールからなる。構成材料として好適なものは、E.I. du Pont de Nemours and Company 社が製造しDELRINという商標名で販売されているアセタールホモポリマーである。硬く、実質的に剛体であるローラ部材３３１は、優れた剛性と、優れた寸法安定性と、優れた強度と、優れた耐摩耗性と、柔軟フラットケーブルに対して摺動する際の優れた潤滑性とを提供する。
【００５５】
図１１は、図８における１１−１１線で切った剛体ローラ部材３３１の拡大断面図である。ローラ取付部１３７（図８に示す）からは、軸１３３が上方に向けて突出している。ローラ領域壁面１３５，１３６（図８に示す）はローラ取付部１３７を取囲み、剛体ローラ部材３３１の外径に対応した円筒形状に形成されている。図１１は、剛体ローラ部材３３１の内径と軸１３３の外径との間に存在する隙間を明示している。軸１３３を構成する材料、及び剛体ローラ部材３３１を構成する材料は、これら２つの部材間に好ましい潤滑作用を実現するものとされる。従って、柔軟フラットケーブル１４１が剛体ローラ部材３３１を軸１３３に押付けても、剛体ローラ部材３３１と軸１３３とは大きな摩擦力を受けずに相対摺動する。さらに、柔軟フラットケーブル１４１が剛体ローラ部材３３１を軸１３３に押付けても、剛体ローラ部材３３１の外径は、柔軟フラットケーブル１４１に接し、アーム１６０，１６１，１６２には接しない。剛体ローラ部材３３１は実質的に剛体であるから、柔軟フラットケーブル１４１を折り返し部においてほぼ一定の半径に保持する。柔軟フラットケーブル１４１の導電体は一定した曲げを受けるので、導電体の疲労破損が防止され、クロックスプリングの耐用寿命が延びる。加えて、剛体ローラ部材３３１の外径は、柔軟性ローラ部材１３１の外径より小さい。剛体ローラ部材３３１の外径寸法は、チャンバ１８２の壁面１５１，１５２と柔軟フラットケーブル１４１，１４２との間に隙間が形成されるように決定される。
【００５６】
図８に示すように、剛体ローラ部材３３１は軸１３３に取付けられ、アーム１６０によって軸上に保持されている。アーム１６０は軸１３３に一体成形されている。アーム１６０は、軸から、剛体ローラ部材３３１の内径を越えて延在している。剛体ローラ部材３３１は実質的に剛体であるから、剛体ローラ部材３３１の内径部はアーム１６０に対して揺動または回動する。
【００５７】
図９に移ると、ここには第２ローラ領域１８７を拡大して示している。ローラ部材１３１は軸１３３上に取付けられ、アーム１６０，１６１で保持されている。ローラ部材１３１は保持体１３０に取付けられており、保持体１３０は、クロックスプリングのハウジング１１０内において外側壁面１５１と内側壁面１５２との間に取付けられている。フラットリボンケーブル１４１は、ハウジング１１０の外側壁面１５１に対して巻回された第１層１９１及び第２層１９２を備えている状態で示されている。フラットリボンケーブル１４１の巻回された２つの層１９１，１９２は、ローラ部材１３１を圧縮して卵形に変形させる。この場合、ローラ部材１３１において外側・内側壁面１５１，１５２に接触する側の直径は、ローラ部材１３１がローラ領域１３６，１３７に近接している点２０１，２０２におけるローラ部材の直径よりも小さい。ローラ部材１３１はまた内側壁面１５２の方へオフセットしているので、ローラ部材１３１の内径は、ローラ部材１３１の内径と軸１３３との間に、ローラ部材の内径と軸１３３との間に形成される第２の隙間２１１より大きい第１の隙間２１０を形成している。好ましい実施形態では、ローラ部材１３１は、軸１３３の半径よりも大きな内側半径を有しているので、上記のようなオフセット状態が形成される。次いで、ハブが回転してフラットリボンケーブル１４１が内側壁面１５２に巻付けられる場合には、ローラ部材１３１は外側壁面１５１に向かう別の方向へオフセットする。この場合、第１の隙間２１０は第２の隙間２１１より小さい。同様に、ローラ部材１３１の卵形は維持され、ローラ部材１３１は、ハウジング１１０の内側壁面１５２に巻付けられたフラットリボンケーブル１４１に対する押圧力を保持する。従って、ハブ回転の全行程にわたって、すなわちフラットリボンケーブル１４１の巻付け、巻き出しの全行程にわたって、フラットリボンケーブル１４１には一定の圧力が付与され、フラットリボンケーブル１４１がハウジング１１０の内側壁面１５２または外側壁面１５１に押付けられることを理解されたい。その結果、クロックスプリングの作動音が小さくなり、音の原因となるフラットリボンケーブル１４１の振動が防止される。
【００５８】
図１０に移ると、ここには図９における１０−１０線で切断した側方断面を示している。ハウジング１１０にはハブ１２０が取付けられ、こうして保持体１３０を収容するチャンバ１８２が形成されている状態を示している。ローラ部材１３１は軸１３３に取付けられ、アーム１６０，１６１によって保持されている。クロックスプリングが完全な反時計回り状態にあるとき、外側壁面１５１に沿ってフラットリボンケーブル１４１の多重層が巻回され、ハウジング１１０の内側壁面１５２に沿う形のフラットリボンケーブル１４５は存在しない。この状態では、ローラ部材１３１の内径と軸１３３の第１側１９１との間に形成された第１の隙間２１０が、軸１３３の反対の第２側１９２における第２の隙間２１１より大きいことが分かる。上述のように、ローラ部材１３１は柔軟材料で形成されているので、クロックスプリングハウジング１１０の内側壁面１５２へのフラットリボンケーブルの巻付け、及び外側壁面１５１への巻き出しの全行程において、ローラ部材１３１は、フラットリボンケーブル１４１，１４５に一定の押圧力を付与する。好ましい実施形態では、前述したように、柔軟性ローラは７０度の硬さを有している。
【００５９】
クロックスプリングのさらなる別の実施形態として、図１２は、１または複数のフラットリボンケーブルをガイドするためのローラを回転可能に保持する一体式保持体アッセンブリ２３０を示している。クロックスプリング４０３は、図７に示すクロックスプリング２０３とほぼ同じである。クロックスプリング２０３と４０３の組立て及び作動は同じである。２つのクロックスプリングの相違点はローラ部材の構成である。図７に示すクロックスプリング２０３は、剛体プラスチックからなるローラ部材２３１，２３２を備えている。図１２において、クロックスプリング４０３は、実質的に剛体の、または剛体ローラ部材４３１，４３２をフラットリボンケーブル２４０，２４１の折り返し部に備えている。２つのクロックスプリングの相違点は、ゴムまたはネオプレンのような柔軟材料から形成された柔軟性ローラ部材４３３，４３４を用いているところにある。柔軟性炉ーラ部材４３３，４３４は、外面が柔軟材料で被覆された剛体材料から形成することも可能である。剛体ローラ部材４３１，４３２は、好ましくはDELRINから形成される。
【００６０】
剛体ローラ部材４３１，４３２は、図７に示すクロックスプリング２０３における剛体ローラ部材、及び図８〜１１に示す剛体ローラ部材３３１と同様に作動する。剛体ローラ部材４３１は、連結フォーク２３９に取付けられている。剛体ローラ部材４３２は、連結フォーク２３８に取付けられている。柔軟性ローラ部材４３３は、連結フォーク２３９に取付けられている。柔軟性ローラ部材４３４は、連結フォーク２３８に取付けられている。
【００６１】
柔軟性ローラ部材４３３，４３４は、ハウジング２１０の外周部における内壁面にフラットリボンケーブル２４０，２４１を押付ける機能を有している。こうして、柔軟性ローラ部材４３３，４３４の近傍でフラットリボンケーブル２４０，２４１が動いたり振動したりできないので、音は最小限に維持される。加えて、柔軟性ローラ部材４３３，４３４を大きめのサイズにして、フラットリボンケーブル２４０，２４１がハウジングの内周部（図示せず）の内壁面に押圧されるように構成してもよい。
【００６２】
図１２に示すように、剛体ローラ部材４３１は、柔軟性ローラ部材４３３に対面配置されている。剛体ローラ部材４３１は、フラットリボンケーブルの折り返し部においてフラットリボンケーブルの凹面に近接して対面している。柔軟性ローラ部材４３３は、フラットリボンケーブルの折り返し部においてフラットリボンケーブルの凸面に近接して対面している。剛体ローラ部材４３２、柔軟性ローラ部材４３４、及び第２のフラットリボンケーブルの機能及び配置は同様である。
【００６３】
ハブ２２０またはバックボーン２２６が図１２において時計回り方向に回転すると、バックボーン２２６は第１及び第２のフラットリボンケーブルを時計回り方向に回転させる。第１のフラットリボンケーブルは、第１のフラットリボンケーブルの凹面に面している剛体ローラ部材を押し、一体式保持体アッセンブリ２３０を時計回り方向に回転させる。
【００６４】
ハブ２２０のバックボーン２２６が第１の方向とは反対の第２の方向、すなわち反時計回りに回転すると、バックボーン２２６は第１のフラットリボンケーブル２４０を反時計回り方向に回転させる。フラットリボンケーブル２４０の凸面は、凸面に面している柔軟性ローラ部材を押す。こうして、一体式保持体アッセンブリ２３０が反時計回り方向に回転する。第１及び第２のフラットリボンケーブルが柔軟性ローラ部材４３３，４３４に沿って走行することによって、クロックスプリング内の構成部材の摺動及び擦れが顕著に低減される。こうして、この構成によればクロックスプリングから発生する音が顕著に低減される。反対に、第１及び第２のフラットリボンケーブルが剛体ローラ部材４３１，４３２に沿って走行することによって、フラットリボンケーブルと剛体ローラ部材との間の摺動・走行量が増大し、従って摩擦力が低減され付随トルクが低減される。加えて、剛体ローラ部材４３１，４３２は折り返し部においてほぼ一定の半径を維持するので、導電体の破損頻度が減り、フラットリボンケーブルの寿命が延びる。こうして、クロックスプリング４０３は、クロックスプリングから発する音を顕著に低減し、クロックスプリングの耐久性を向上させる。
【００６５】
本実施形態は２本のフラットリボンケーブルを含んで好適に構成されているが、一対のローラのみを設けることによって一体式保持体アッセンブリ２３０が１本のフラットリボンケーブルを受容するように構成できることは当業者には明らかである。同様に、クロックスプリング内に３またはそれ以上のフラットリボンケーブルを収容するために、ローラ対を付加してもよい。フラットリボンケーブルの数は、ステアリングホイール内で必要な閉鎖回路の数によって定まるものであり、本発明によって制約されるものではない。
【００６６】
本明細書の記載に基づき、本発明に種々の変更及び改良を加えることができることは明らかである。従って、特許請求の範囲において、ここに記載した形態以外の形態で本発明を実施することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  クロックスプリング式コネクタの分解斜視図である。
【図２】  クロックスプリング式コネクタを完全巻き付け状態で示す平面図である。
【図３】  クロックスプリング式コネクタを完全巻き出し状態で示す平面図である。
【図４】  クロックスプリング式コネクタの他の実施形態を示す平面図である。
【図５】  図４に示す柔軟性ローラ部材の拡大図である。
【図６】  図４に示すクロックスプリング式コネクタを６−６線で切断した側方断面図である。
【図７】  変更された一体式保持体アッセンブリを有するクロックスプリングを巻き出し状態で示す平面図である。
【図８】  クロックスプリング式コネクタのさらなる別の実施形態を示す平面図である。
【図９】  図８に示す柔軟性ローラ部材の拡大図である。
【図１０】  図９に示すクロックスプリング式コネクタ及び柔軟性ローラ部材を１０−１０線で切断した側方断面図である。
【図１１】  図８に示すクロックスプリング式コネクタ及び剛体ローラ部材を１１−１１線で切断した側方断面図である。
【図１２】  変更された一体式保持体アッセンブリを有するクロックスプリングを巻き出し状態で示す平面図である。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０  ハウジング
１２  縁部（リップ部）
１４，１８２，２１４  チャンバ
２０，１２０，２２０  ハブ
２２，２２２  ハブベース部
２４  内側出口キャビティ
２６，２２６  内側バックボーン
２７  入口端部
２８  絶縁ワイヤ
２９  出口端部
３０，１３０  保持体
３１，３２，２３１，２３２  ローラ部材
３３，３４，１３３  軸
４１，４２，４１′，４２′，１４１，１４５，２４０，２４１  導電性フラットケーブル
４３  第１のＵ字形ループ部（第１の折り返しループ部）
４４  第２のＵ字形ループ部（第２の折り返しループ部）
５０  カバー
５２  外側出口キャビティ
５４  外側バックボーン
１０３，２０３，３０３，４０３  クロックスプリング
１３１，４３３，４３４  柔軟性ローラ部材
１５１  外側壁面
１５２  内側壁面
２１０  第１の隙間
２１１  第２の隙間
２３０  一体式保持体アッセンブリ
２６０  フレーム
３３１，４３１，４３２  剛体ローラ部材
【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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