(57)【要約】【課題】ホルダの変形で支軸が傾いてもフラットケーブルが摺動音を発生しにくく巻き締め動作や巻き戻し動作も円滑に行える回転コネクタを提供すること。【解決手段】ステータ部材（底板７および外筒体８）と、ロータ部材（上部ロータ９および下部ロータ１０）と、環状空間３内に途中で巻き方向を反転した状態で巻き締めおよび巻き戻し可能に収納されたフラットケーブル４と、回転板５ａに支軸５ｂやガイド壁５ｆを突設してなり環状空間３内に回転可能に配置されたホルダ５と、支軸５ｂに回転自在に支持されたローラ６とを備え、ガイド壁５ｆと対向するローラ６にフラットケーブル４の反転部４ａが巻き掛けられる回転コネクタにおいて、支軸５ｂの先端面５ｄと該先端面５ｄ上に搭載されるローラ６の受け面６ａとが同一球面に沿って形成されている。【選択図】図３
2009217974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒部を有するステータ部材と、内筒部を有して前記ステータ部材に回転自在に支持されたロータ部材と、前記外筒部と前記内筒部との間に画成された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、その両端が前記ステータ部材と前記ロータ部材にそれぞれ固定されたフラットケーブルと、環状の回転板から起立する支軸およびガイド壁を有して前記環状空間内に回転可能に配置されたホルダと、前記支軸に回転自在に支持されたローラとを備え、前記ガイド壁とそれに対向する前記ローラとの間を前記フラットケーブルの反転部が通過する回転コネクタであって、
前記支軸の先端面と該先端面上に搭載される前記ローラの受け面とが同一球面に沿って形成されている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、前記支軸には係合面をもつ係合段部が形成され、前記ローラには前記係合面に回転自在に掛止される掛止面をもつフック部が形成されており、前記係合面と前記掛止面とが前記同一球面とは別の同一球面に沿う曲面の一部として形成されている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、前記ホルダがポリプロピレンの成形品である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、ステータ部材とロータ部材間に画成される環状空間内でフラットケーブルが途中で巻き方向を反転させている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、外筒部を有するステータ部材に内筒部を有するロータ部材が回転自在に支持されて、これら外筒部と内筒部との間に画成される環状空間内にフラットケーブルが収納・巻回されたものであり、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・インフレータ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絶縁フィルムに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させている渦巻タイプと巻き方向を途中で反転させている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フラットケーブルの長さを格段に短くすることができるため主流となっている。
【０００３】
従来より、このようにフラットケーブルの巻回方式が反転タイプである回転コネクタにおいては、環状の回転板に複数の支軸群やガイド壁を突設してなるホルダを環状空間内に回転可能に配置し、このホルダの支軸群にそれぞれローラを回転自在に取り付けると共に、フラットケーブルの反転部をガイド壁とそれに対向する１つのローラ間の開口に通過させるという構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる構成の回転コネクタでは、ロータ部材がステータ部材に対して正逆いずれかの方向へ回転すると、フラットケーブルがステータ部材の外筒部から繰り出されてロータ部材の内筒部に巻き締められたり、その反対に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、フラットケーブルの反転部はロータ部材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、ホルダの支軸に回転自在に支持されている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、フラットケーブルは反転部の方向へスムーズに繰り出されるようになっている。
【特許文献１】特開２００６−８６０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的にホルダの樹脂材料には比較的軟らかくて摺動音を生じにくいものが好適とされているが、その関係上、成形加工時にホルダの回転板には反り等の変形が生じやすくなる。こうした変形が回転板に生じているホルダにおいては、回転板に突設された支軸がロータ部材の軸線方向に対して傾くことになるので、フラットケーブルの反転部が巻き掛けられるローラも同じように傾いてしまい、そのため、巻き締め動作時や巻き戻し動作時にフラットケーブルがローラの外周面に沿って上下動しやすくなる。その結果、環状空間の天井面等を形成する部材にフラットケーブルの幅方向に沿う側縁部が押し付けられるという現象が起こりやすくなるため、環状空間の天井面等とフラットケーブルとが擦れて耳障りな摺動音を生じたり、フラットケーブルの巻き締め動作や巻き戻し動作が阻害されて絶縁フィルムの座屈や導体の断線に至る危険性が高まるという問題があった。
【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、ホルダの変形で支軸が傾いてもフラットケーブルが摺動音を発生しにくく巻き締め動作や巻き戻し動作も円滑に行え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、本発明では、外筒部を有するステータ部材と、内筒部を有して前記ステータ部材に回転自在に支持されたロータ部材と、前記外筒部と前記内筒部との間に画成された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、その両端が前記ステータ部材と前記ロータ部材にそれぞれ固定されたフラットケーブルと、環状の回転板から起立する支軸およびガイド壁を有して前記環状空間内に回転可能に配置されたホルダと、前記支軸に回転自在に支持されたローラとを備え、前記ガイド壁とそれに対向する前記ローラとの間を前記フラットケーブルの反転部が通過する回転コネクタにおいて、前記支軸の先端面と該先端面上に搭載される前記ローラの受け面とが同一球面に沿って形成されているという構成にした。
【０００７】
このように構成された回転コネクタは、摺動音を生じにくい樹脂材料（例えばポリプロピレン）で成形されたホルダの回転板に反り等の変形が生じて支軸が傾いている場合でも、支軸に回転自在に支持されてその先端面上に搭載されているローラの姿勢が、前記球面に沿って容易に変更可能なため、ロータ部材の回転動作に伴ってフラットケーブルに負荷が加わると、このフラットケーブルに付勢されてローラの傾きはほぼ補正された状態となる。それゆえ、巻き締め動作時や巻き戻し動作時にフラットケーブルの反転部がローラの外周面に沿って上下動しにくくなり、環状空間の天井面等にフラットケーブルが押し付けられるのを防止でき、耳障りな摺動音を効果的に抑制できると共に、フラットケーブルの絶縁フィルムの座屈や導体の断線が回避しやすくなる。
【０００８】
上記の構成において、前記支軸には係合面をもつ係合段部が形成され、前記ローラには前記係合面に回転自在に掛止される掛止面をもつフック部が形成されており、前記係合面と前記掛止面とが前記同一球面とは別の同一球面に沿う曲面の一部として形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、支軸に回転自在に支持されてその先端面上に搭載されているローラの姿勢がより容易に変更可能となり、ホルダの変形で支軸が傾いてもフラットケーブルが摺動音をさらに発生しないようにすることができ、また巻き締め動作や巻き戻し動作もより円滑に行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の回転コネクタは、ホルダの支軸の先端面と該先端面上に搭載されるローラの受け面とが同一球面に沿って形成されているため、ホルダの回転板に反り等の変形が生じて支軸が傾いている場合でも、ロータ部材の回転動作に伴ってフラットケーブルに負荷が加わると、フラットケーブルに付勢されてローラの傾きがほぼ補正された状態となり、よってフラットケーブルがローラの外周面に沿って上下動しにくくなる。そのため、この回転コネクタは、樹脂成形品であるホルダの形状に多少のばらつきがあったとしても、フラットケーブルが耳障りな摺動音を発生する虞がほとんどなく、かつ巻き締め動作や巻き戻し動作が円滑に行えるためフラットケーブルの断線事故も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
発明の実施の形態を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断面図、図２は該回転コネクタの内部構造を示す平面図、図３は該回転コネクタのホルダに下向きの反りが認められる場合でフラットケーブルに負荷が加わった状態を示す要部断面図、図４は該回転コネクタのホルダに上向きの反りが認められる場合でフラットケーブルに負荷が加わった状態を示す要部断面図である。
【００１１】
図１に示す回転コネクタは、ステータ部材１と、このステータ部材１に回転自在に支持されたロータ部材２と、これら両ハウジング１，２間に画成された環状空間３内に巻き締めおよび巻き戻し可能に収納された２枚のフラットケーブル４と、環状空間３内に回転可能に配置されたホルダ５と、このホルダ５に立設された複数の支軸５ｂに回転自在に取り付けられた複数のローラ６とによって概略構成されている。
【００１２】
ステータ部材１はステアリングコラム等に設置される固定側部材であり、底板７と外筒体８とをスナップ結合等で一体化して構成されている。底板７は円形のセンター孔７ａを有し、この底板７の外周部上に円筒状の外筒体８が連結されている。また、外筒体８の上端部には径方向内側へ突出する環状のせり出し部８ａが形成されている。このステータ部材１には固定側ジョイント部１１が配設されており、この固定側ジョイント部１１にフラットケーブル４の外方端部が接続されている。
【００１３】
ロータ部材２は自動車のハンドルに連結される可動側部材であり、上部ロータ９と下部ロータ１０とをスナップ結合等で一体化して構成されている。上部ロータ９は、底板７に対向する天板９ａや、外筒体８に対向する内筒体９ｂ等を有している。また、上部ロータ９には可動側ジョイント部１２が配設されており、この可動側ジョイント部１２にフラットケーブル４の内方端部が接続されている。下部ロータ１０は、底板７のセンター孔７ａに挿通されて内筒体９ｂに連結される筒状体１０ａや、筒状体１０ａから径方向外側へ突設されて底板７と対向する環状鍔部１０ｂ等を有している。なお、上部ロータ９の天板９ａには図示せぬ駆動ピンが突設されており、この駆動ピンを自動車のハンドルに係合させることによって、ハンドルの回転力が駆動ピンを介して上部ロータ９に伝達されるようになっている。
【００１４】
環状空間３は、ステータ部材１の底板７および外筒体８とロータ部材２の上部ロータ９とによって画成されている。この環状空間３内には、ローラ６群を取り付けたホルダ５と、途中で巻き方向を反転させているフラットケーブル４とが収納されている。なお、本実施形態例では、環状空間３内に２枚のフラットケーブル４を収納しているが、収納するフラットケーブル４が１枚あるいは３枚以上であっても良い。
【００１５】
フラットケーブル４は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の絶縁フィルムに複数本の箔状の導体を担持した帯状体である。このフラットケーブル４は環状空間３内でＵ字状の反転部４ａを境に巻き方向が逆向きになっており、反転部４ａは１つのローラ６に巻き掛けられている。前述したように、フラットケーブル４の外方端部は固定側ジョイント部１１に接続されており、フラットケーブル４の内方端部は可動側ジョイント部１２に接続されている。そして、固定側ジョイント部１１と可動側ジョイント部１２に図示せぬ外部コネクタを装着することによって、フラットケーブル４が外部回路と電気的に接続されるようになっている。
【００１６】
ホルダ５は樹脂成形品であり、環状の回転板５ａの複数箇所に支軸５ｂ群とガイド壁５ｆとが突設されていると共に、回転板５ａの複数箇所から片持ち梁状に弾性片５ｃが突設されている。各支軸５ｂは円筒状に形成されており、このうち２つの支軸５ｂの近傍に相異なるガイド壁５ｆが並設されている。このホルダ５は、回転板５ａの内縁部を上部ロータ９の内筒体９ｂで位置規制しつつ弾性片５ｃを底板７の上面に弾接させることによって、底板７上に回転可能に配置されている。支軸５ｂはローラ６を回転自在に支持するためのものであり、各支軸５ｂには、ローラ６が搭載される先端面５ｄと、ローラ６がスナップ嵌合される係合面５ｇを有する係合段部５ｅとが形成されている。一方、ローラ６には、各支軸５ｂの先端面５ｄに当接する受け面６ａと、各支軸５ｂの係合面５ｇに掛止される掛止面６ｃを有するフック部６ｂとが形成されている。図１に示すように、支軸５ｂの先端面５ｄとローラ６の受け面６ａとは同一球面に沿う曲面の一部として形成されており、また、フック部６ｂの掛止面６ｃと係合段部５ｅの係合面５ｇとは上記同一球面と異なる他の同一球面に沿う曲面の一部として形成されている。また、ガイド壁５ｆは、フラットケーブル４の反転部４ａが巻き掛けられる１つのローラ６と所定の開口を存して対向し、この開口を反転部４ａが通過するようになっている。なお、本実施形態例では、ホルダ５の樹脂材料として比較的軟らかく摺動音を生じにくいポリプロピレンを採用している。
【００１７】
ローラ６は外周面が円筒面となっている樹脂成形品であり、支軸５ｂの先端面５ｄに摺接する受け面６ａと、支軸５ｂの係合段部５ｅに掛止されるフック部６ｂとを有する。各ローラ６は、対応する支軸５ｂに真上から被せるように組み付けて、フック部６ｂを係合段部５ｅにスナップ嵌合させることにより、受け面６ａを先端面５ｄ上に搭載した姿勢で支軸５ｂに回転自在に取り付けられている。ただし、ローラ６の受け面６ａと支軸５ｂの先端面５ｄとが同一球面に沿って形成されていることから、支軸５ｂに回転自在に支持されたままローラ６の姿勢は該球面に沿って容易に変更可能である。そのため、図３に示すように、ホルダ５の回転板５ａが下向きに反って支軸５ｂが外向きに傾いている場合や、図４に示すように、回転板５ａが上向きに反って支軸５ｂが内向きに傾いている場合にも、ロータ部材２の回転動作に伴ってフラットケーブル４に負荷が加わると、フラットケーブル４に付勢されてローラ６の傾きはほぼ補正された状態になる。
【００１８】
このように構成された回転コネクタにおいて、運転者がハンドルを一方向（時計方向）あるいは他方向（反時計方向）に回転操作すると、その回転力が前記駆動ピンを介して上部ロータ９に伝達されるため、ロータ部材２はステータ部材１に対して一方向あるいは他方向に回転する。例えば、ハンドルの中立位置から上部ロータ９が一方向へ回転すると、フラットケーブル４の反転部４ａは上部ロータ９よりも少ない回転量だけ同方向へ移動し、この反転部４ａに追従してホルダ５も同方向へ移動するため、これらの移動量の約２倍の長さのフラットケーブル４が、環状空間３内で上部ロータ９の内筒体９ｂ側から繰り出されて外筒体８側に巻き戻される。これとは逆にハンドルの中立位置から上部ロータ９が他方向へ回転すると、フラットケーブル４の反転部４ａは上部ロータ９よりも少ない回転量だけ同方向へ移動してホルダ５も追従するため、これらの移動量の約２倍の長さのフラットケーブル４が、環状空間３内で外筒体８側から繰り出されて内筒体９ｂ側に巻き締められる。その際、ホルダ５の支軸５ｂに回転自在に支持されているローラ６によってフラットケーブル４の径方向への動きが規制されるため、フラットケーブル４は反転部４ａの方向へスムーズに繰り出される。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態例に係る回転コネクタは、ホルダ５の支軸５ｂの先端面５ｄと該先端面５ｄ上に搭載されるローラ６の受け面６ａとが同一球面に沿って形成されているため、支軸５ｂに回転自在に支持されているローラ６の姿勢が該球面に沿って容易に変更可能であり、それゆえホルダ５の回転板５ａに反り等の変形が生じて支軸５ｂが傾いている場合でも、ロータ部材２の回転動作に伴ってフラットケーブル４に負荷が加わったときに、このフラットケーブル４に付勢されてローラ６の傾きはほぼ補正された状態となる。したがって、巻き締め動作時や巻き戻し動作時のフラットケーブル４は、反転部４ａが巻き掛けられたローラ６の外周面に沿って上下動しにくくなっている。そのため、この回転コネクタは、環状空間３の天井面（天板９ａやせり出し部８ａ）等にフラットケーブル４が押し付けられるのを防止でき、耳障りな摺動音を効果的に抑制できると共に、フラットケーブル４の巻き締め動作や巻き戻し動作が阻害された際に懸念されるフラットケーブル４の絶縁フィルムの座屈や導体の断線が回避しやすくなっている。
【００２０】
なお、上記実施形態例では、ホルダ５の樹脂材料としてポリプロピレンを採用しているが、摺動音を生じにくい他の樹脂材料を選択しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態例に係る回転コネクタの断面図である。
【図２】該回転コネクタの内部構造を示す平面図である。
【図３】該回転コネクタのホルダに下向きの反りが認められる場合でフラットケーブルに負荷が加わった状態を示す要部断面図である。
【図４】該回転コネクタのホルダに上向きの反りが認められる場合でフラットケーブルに負荷が加わった状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ステータ部材
２  ロータ部材
３  環状空間
４  フラットケーブル
４ａ  反転部
５  ホルダ
５ａ  回転板
５ｂ  支軸
５ｄ  先端面
５ｅ  係合段部
５ｆ  ガイド壁
５ｇ  係合面
６  ローラ
６ａ  受け面
６ｂ  フック部
６ｃ  掛止面
７  底板
８  外筒体
９  上部ロータ
１０  下部ロータ
【図１】
2009217974.tif 000003
【図２】
2009217974.tif 000004
【図３】
2009217974.tif 000005
【図４】
2009217974.tif 000006