(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記環状平板部には前記第2ガイド部より外方で外周より内側の所定範囲に第2の肉抜き穴が設けてあることを特徴とする請求項3から5のいずれか1に記載の回転コネクタ装置。
【背景技術】
【0002】
この種の回転コネクタ装置として、回転するステアリングシャフトに結合されるロータと、車体固定側に結合されるステータの間に環状空間を形成して、途中で巻き方向を反転させたフラットケーブルを巻回状態で収納したものがある。
フラットケーブルの一端はロータ側に固定され、他端はステータ側に固定されて、ロータの回転方向に応じてフラットケーブルがロータの筒壁面から繰り出されてステータの筒壁面へ巻き付けられ、あるいはステータの筒壁面から繰り出されてロータの筒壁面へ巻き付けらることを繰り返して、ロータとステータ間の相対回転による角度変化をフラットケーブルの巻き状態の変化で吸収するようになっている。ロータとステータの間にはフラットケーブルの経路を規制するためのスペーサが配置される。
従来、このスペーサにはフラットケーブルとの摺動抵抗を軽減するため多数のローラを支持させていたが、近時はコストの観点からローラ数を低減する試みが行われている。
【0003】
例えば特許第4355229号公報に開示されたものでは、ロータに内筒部を備え、ステータに外筒部を備えて、その間にステータに支持させてスペーサ(ホルダ)を回転可能に配置している。スペーサには1個のローラが支持されており、これを挟んで外側の包絡線が円形をなし、同じく内側の包絡線が内筒部と同心の円形をなす壁面を有する複数のガイド部が周方向に間隔をおいて形成されている。
各ガイド部は平面形状が閉じた枠形であり、その外面は包絡線に沿った円弧である。外側の包絡線による円はロータの内筒部に対して偏心しており、ローラおよびその両側に隣接するガイド部の外面とステータの外筒部との間隙は小さい一方、スペーサの回転中心を挟んだ反対側のガイド部の外面とステータの外筒部との間隙は大きくなっている。
内筒部と外筒部とに巻き付けられるフラットケーブルはローラとこれに隣接する一方のガイド部の側面との間で反転されている。フラットケーブルはロータの回転方向に応じてその反転部分を介してスペーサを回転させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来の回転コネクタ装置では、スペーサが環状平板部上に多数の枠形状のガイド壁を立設した構成のため重量があり、その結果回転時の摺動抵抗が大きいため、フラットケーブルがガイド壁の側壁を押す際に当該フラットケーブルが座屈してしまうおそれがある。
【0006】
また、自動車のステアリングハンドルはその回転可能数(可能角度)を左右同じにする必要があり、回転途中でフラットケーブルが例えば内筒部に巻き締まって規定の回転数まで回転させることが不可とならないように、例えばスペーサに中立位置を示すインジケータを設けて組み付け時の指標とすることが実用製品としては必須であるが、特許第4355229号の回転コネクタ装置では、そのようなインジケータの設定ができない。
すなわち、この従来装置ではスペーサのガイド壁の包絡線が形成する円が内筒部に対して偏心し、ガイド壁と外筒部との間が径方向に大きな空間となるので、ローラ部分で反転して外筒部側へ繰り出されるフラットケーブルの経路が定まらず、したがって繰り出し長さが同じでも回転角度が定まらないから、インジケータ位置を決定することができない。
【0007】
したがって本発明は、上記従来の問題点にかんがみ、軽量化され、かつフラットケーブルの経路が適切に規制されて、フラットケーブルの座屈を招かないようにした回転コネクタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
このため、本発明は、ロータとステータとの間に環状空間を形成し、環状空間内に、1個のローラを支持するスペーサが回転可能に配置されるとともに、両端がロータとステータを介して環状空間の外へ引き出されるフラットケーブルがローラにより巻き方向を途中で反転させた状態で収納された回転コネクタ装置において、
スペーサは、環状平板部と、該環状平板部からそれぞれ軸方向同方向に立ち上げたローラ支持部と、複数の第1ガイド部とを有し、
ローラ支持部はローラを回転可能に支持し、第1ガイド部は、環状平板部におけるローラ支持部を挟んだ周方向に間隔をおいて配置され、それぞれ環状平板部の内周側において内方へ突出する曲面を有する内ガイドリブと、環状平板部の外周側において外方へ突出する曲面を有する外ガイドリブとからなり、環状平板部には第1ガイド部それぞれにおける内ガイドリブと外ガイドリブの間に肉抜き穴を設けてあるものとした。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、第1ガイド部によってフラットケーブルの経路が規制されるとともに、第1ガイド部は全周の閉じた枠形状ではなくそれぞれ曲面を有する内ガイドリブと外ガイドリブとに分かれて中間が省かれ、環状平板部も内ガイドリブと外ガイドリブに挟まれた領域が肉抜き穴とされているので、両ガイドリブの曲面によって剛性を保持しながらスペーサが軽量化されて回転時の摺動抵抗が低減し、フラットケーブルの座屈が有効に抑えられる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は実施の形態を示す断面図であり、
図2は
図1におけるA部の拡大図である。
回転コネクタ装置1は、ロータ5と、ステータ30と、ロータ5とステータ30間に配置されたフラットケーブル3およびスペーサ50とからなる。
ロータ5は、いずれも樹脂製のロータ本体6と、ライナ15と、ロータアタッチメント23とからなる。
ロータ本体6は、円盤部7と、円盤部7の中央から軸方向に延びて貫通穴9を有する円筒部8とを有する。円筒部8の先端から所定範囲の内径はその上部よりも大きな拡径部10となっている。
円盤部7の裏面には、外周縁に直近の内側にリング状に溝11が形成されている。
【0012】
ライナ15は、ロータ本体6の円盤部7の裏面に沿って延びる天板部16と、円筒部8の外周面をカバーする内筒部17を有し、天板部16の外縁に設けたフック爪18を円盤部7の外周近傍に設けた係合孔12の係止部13に係止させてロータ本体6に結合されている。天板部16は円盤部7の裏面の溝11より内径側を覆っている。
内筒部17の下端部外面には縮径部19,内面には拡径部20が形成されている。
ロータアタッチメント23は、短い円筒形状で、ロータ本体6の円筒部8の拡径部10に嵌め込まれる嵌合部24を有して内周面が円筒部8の貫通穴9の上部内周面と面一になっている。嵌合部24より下方の外周にはフランジ25を有している。
【0013】
ステータ30は、それぞれ樹脂製のケース31と、ボトムカバー40とからなり、ロータとの間に環状空間Sを形成している。
ケース31は径方向から環状空間Sを囲んでおり、断面の基本形が軸方向に平行な内壁32および外壁33の2枚の縦(上下)壁を連結部34で接続したH形状を有している。
外壁33の上端はロータ本体6の円盤部7の溝11内に延びる一方、内壁32の上端からはライナ15の天板部16に対向して内径方向へ抜け止めフランジ35が所定量延びている。これは後述するフラットケーブル3の定位置からの抜けを防止するためのものである。
内壁32の下端部内面には拡径部36が形成されている。
【0014】
ボトムカバー40は、環状空間Sの下端を画するもので、円盤部41を主部とし、円盤部41の外周縁から軸方向に立ち上がった嵌め合い壁42をケース31の内壁32と外壁33間の間隙に嵌めこんで、ケース31と一体化している。円盤部41の内周縁は上に突出する突部をライナ15の内筒部17の下端における拡径部20に嵌め込まれるとともに、内筒部17とロータアタッチメント23のフランジ25との間に相対回転可能に挟まれている。
【0015】
スペーサ50は、例えばポリアセタール系などの高滑性樹脂製で、環状平板部51上にローラ45を支持するほか、リブ成型による後述のガイド部を備えている。
ローラ45を支持するため、環状平板部51にはベース部52が形成され、ベース部52の中央からローラ45を回転自由に支持するピン53が立ち上がっている。ピン53はその直径線にそって2つ割りされそれぞれ先端に爪54を備えて、ローラ45の軸孔端縁に係止して抜け止めしている。ベース部52は環状平板部51の径方向にも、周方向にもローラ45の径内に収まって、ローラ45に巻き付いて反転されるフラットケーブル3と干渉しないようになっている。
【0016】
環状平板部51は、ライナ15の内筒部17の縮径部19において当該内筒部17とボトムカバー40の円盤部41との間にその内周縁を挟まれ、ケース31の内壁32の拡径部36において当該内壁32とボトムカバー40の円盤部41との間にその外周縁を挟まれて位置決めされながら、ロータ5およびステータ30に対して相対回転可能に配置されている。
【0017】
フラットケーブル3は、環状空間S内に収納され、ライナ15の内筒部17とスペーサ50の第1ガイド部55との間を配索されるとともにローラ45部分で反転されてケース31の内壁32とスペーサ50の第1ガイド部55との間を配索されて卷回状態とされ、一端をロータ5側のライナ15から円筒部8を介して環状空間の外に引き出され、他端をステータ30のケース31を介して環状空間の外に引き出される。
【0018】
以下、スペーサ50の詳細について説明する。
図3はスペーサの斜視図、
図4はスペーサの平面図である。
図5は
図4におけるB−O−B部の断面図であり、
図1内に示したものと同じである。
図6は
図4におけるC−O−C部の断面図である。
図3、
図4に示すように、環状平板部51には、ローラ45を支持するベース部52(およびピン53)と同じ側に、ローラ45から周方向等間隔に5個の第1ガイド部55が設けられており、さらに、ローラ45とこれに隣接する第1ガイド部55との間、および第1ガイド部55同士の間に、第2ガイド部60が設けられている。
【0019】
第1ガイド部55は、環状平板部51の半径線上の内側と外側に配したそれぞれ湾曲面を有して軸方向に延びる内ガイドリブ56と外ガイドリブ57を備える。ここでは、湾曲面として半円断面の壁面を有している。内ガイドリブ56は内方に向けて湾曲面を突出させ、外ガイドリブ57は外方に向けて湾曲面を突出させ、内ガイドリブ56と外ガイドリブ57の各幅中央間を1枚の突っ張り壁58でつないでいる。内ガイドリブ56と外ガイドリブ57の各外周面の半径はローラ45の半径よりも小さく設定してある。
【0020】
図5、
図6に示すように、内ガイドリブ56、外ガイドリブ57および突っ張り壁58の肉厚は環状平板部51の板厚と同等である。また、突っ張り壁58の軸方向高さは内ガイドリブ56および外ガイドリブ57と同一で、この第1ガイド部55の高さはピン53に支持されたローラ45の上端と同じ高さになっている。
図6では突っ張り壁58を一部破断して示している。
環状平板部51における内ガイドリブ56の内周面と外ガイドリブ57の内周面との間は肉抜き穴59とされている。ただし、肉抜き穴59内においても、突っ張り壁58は環状平板部51の底面まで延びており、この結果、肉抜き穴59は周方向に2分されている。なお、
図3では肉抜き穴59を示すため第1ガイド部55の一部を破断している。
【0021】
そして、環状平板部51と同心でベース部52のピン53に支持された状態のローラ45の外周壁の内側と接する円を第1円E1(半径R1)、ローラ45の外周壁の外側と接する円を第2円E2(半径R2)として、内ガイドリブ56の外周面は第1円E1に接し、外ガイドリブ57の外周面は第2円E2に接するように設定してある。
ロータ5とステータ30間の環状空間Sにスペーサ50を配置して組み立てたとき、第1円E1とライナ15の内筒部17との間隙、および第2円E2とケース31の内壁32との間隙が所定値になるように設定され、これにより内ガイドリブ56と内筒部17との間および外ガイドリブ57と内壁32との間にフラットケーブルが大きなガタなく案内される。すなわち、第1ガイド部55はそれぞれ同位置に配置され得たローラに対する置換えとして、フラットケーブルの経路を規制する。
第1ガイド部55の内ガイドリブ56と外ガイドリブ57の湾曲面の半径はローラ45の半径よりも小さいので、フラットケーブル3との接触面積が小さく、このためフラットケーブル3との摺動抵抗が小さい。
【0022】
第2ガイド部60は、環状平板部51と同心で第1円E1より所定量大径の第3円E3(半径R3)に内端を接し、第3円E3より大径で環状平板部51の径方向幅の略中央を通る第4円E4(半径R4)に外端を接した、平面図上互いに平行な3枚の平板リブ61(61a、61b、61c)を、第1ガイド部55と同方向に環状平板部51から立ち上げている。
3枚のうち中央の平板リブ61aは環状平板部51の半径線上に延びており、これに隣接する両側の平板リブ61b、61cはそれぞれ中央の平板リブ61aから等距離に離間している。隣接する各平板リブ61間は連結壁63で連結されている。
【0023】
各平板リブ61の板厚は環状平板部51の板厚と同等であり、
図6に示すように、環状平板部51からの高さは第1ガイド部55の高さより所定量低くなっている。連結壁63の板厚は平板リブ61と同等またはわずかに薄く、同じく
図6に示すように、環状平板部51からの高さは平板リブ61a、61b、61cよりさらに所定量低くなっている。
環状平板部51からの高さを第1ガイド部55、平板リブ61、連結壁63の順に低くしているのは、フラットケーブル3が湾曲すると第1ガイド部55、平板リブ61、連結壁63の順に摺接するため、軽量化も考慮して、摺接する可能性の高い部位の高さを高く、摺接する可能性の低い部位の高さを低くしたものである。
各平板リブ61の第3円E3に接する内端は、その直径が第1ガイド部55の内ガイドリブ56の外周面より十分に小さく、平板リブ61の板厚よりもわずかに大きな円柱部62を備えるよう形成されており、第4円E4に接する外端も同様の円柱部62を備えている。
連結壁63は平板リブ61内端の円柱部62直近につながっており、環状平板部51と同心の円弧状をなしている。
【0024】
なお、第2ガイド部60のうちとくに
図4においてローラ45の上側に隣接する第2ガイド部60aでは、ローラ45直近の平板リブ61cの代わりに湾曲リブ65aが環状平板部51から立ち上がっている。湾曲リブ65aは、ローラ45とほぼ同心で、ローラ45の外周壁との間に所定の間隙をもった円弧面66aを有し、内端は第3円E3に接し外端は第2円E2よりわずかに内側でそれぞれローラ45とは反対側に折り返されている。
この湾曲リブ65aとローラ45間の所定間隙にはフラットケーブル3が通され、フラットケーブル3の反転部となる。
図4には2点鎖線でフラットケーブル3を示している。
【0025】
また第2ガイド部のうち
図4においてローラ45の下側に隣接する第2ガイド部60bでは、ローラ45直近の平板リブ61bの代わりに、ローラ45と同心で、ローラ45の外周壁との間に所定の間隙をもった円弧面66bを有する湾曲リブ65bが環状平板部51から立ち上がっている。
円弧面66bとローラ45間の所定の間隙は、フラットケーブル3を通さないので上側の湾曲リブ65a(円弧面66a)とローラ45間の所定間隙よりは狭く設定してある。
一方、湾曲リブ65bの外端には、第1ガイド部55の外ガイドリブ57に準じた比較的大径の円弧壁67が折り返し方向につながっている。
【0026】
以上のようにして、フラットケーブル3はライナ15の内筒部17およびケース31の内壁32に沿うほぼ固定した経路に規制され、当該経路から大きくずれない構成となるので、ステータ30に対するロータ5の回転範囲の中立位置を示すインジケータをスペーサ50等に設けて組み付け時の信頼できる指標とすることができる。
【0027】
スペーサ50の環状平板部51における第2ガイド部60の外側には肉抜き穴68が形成されている。
肉抜き穴68は第1ガイド部55間において、内縁が平板リブ61の外端に接し、外縁が環状平板部51の外周側に所定幅を残して周方向に延びている。肉抜き穴68の長さは、ローラ45に隣接する区間を除いて、第2ガイド部60における両側の平板リブ61b、61c間の周方向長さよりも長い。
ローラ45に隣接する区間においては、肉抜き穴68のローラ45側の端がローラ45に対向する湾曲リブ65a、65bまでで終わっている点が異なるのみで、その他は他区間と同じである。
【0028】
本実施の形態では、ベース部52とピン53とで発明におけるローラ支持部を構成している。
また、肉抜き穴59が第1の肉抜き穴に該当し、肉抜き穴68が第2の肉抜き穴に該当する。
【0029】
実施の形態は以上のように構成され、ロータ5とステータ30の間の環状空間Sに、ローラ45により巻き方向を途中で反転させた状態でフラットケーブル3を収納した回転コネクタ装置1において、上記ローラ45は1個のみが環状空間Sに配置されたスペーサ50の環状平板部51から立ち上げたベース部52およびピン53に回転可能に支持され、スペーサ50は環状平板部51からベース部52およびピン53と軸方向同方向に立ち上げた複数の第1ガイド部55を有し、第1ガイド部55は、環状平板部51におけるローラ45支持部を挟んだ周方向に等間隔に配置され、それぞれ環状平板部51の内周側において内方へ突出する半円の湾曲面を有する内ガイドリブ56と、環状平板部51の外周側において外方へ突出する半円の湾曲面を有する外ガイドリブ57とからなり、環状平板部51には第1ガイド部55それぞれにおける内ガイドリブ56と外ガイドリブ57の間に肉抜き穴59を設けてあるものとした。
これにより、ローラ45はフラットケーブル3反転部の1個のみとして部品点数を削減し、従来必要とした他のローラを環状平板部51と一体の第1ガイド部55で置き換えたので、コストおよび組立工数が低減する。
【0030】
また、スペーサ50は第1ガイド部55が全周の閉じた枠形状ではなく、内ガイドリブ56と外ガイドリブ57とに分かれ、中間が省かれているのでその分だけ軽量化される。そして、環状平板部51の内ガイドリブ56と外ガイドリブ57に挟まれた領域も肉抜き穴59とされてさらに軽量化される。
すなわち、内ガイドリブ56と外ガイドリブ57は湾曲面を有しているので互いに離間独立してもそれ自体剛性が高く、また肉抜き穴59の穴縁の剛性も高めて軽量化が実現され、この結果、スペーサ50の回転時の摺動抵抗が低減するから、フラットケーブル3の座屈を抑える。
【0031】
また、第1ガイド部55の内ガイドリブ56と外ガイドリブ57を1枚の突っ張り壁58で接続することにより、全周の閉じた枠形状に対して依然として軽量である利点を保持しながら、環状平板部51の径方向における内ガイドリブ56および外ガイドリブ57の倒れが防止される。
すなわち、例えばインジケータの設定により組立に際してロータ5の回転中立位置の確認は容易となるが、万一、中立位置を間違って回転コネクタがハンドルに組み付けられた場合には、ロータ5の回転途中で環状空間Sにおける内筒部17側または内壁32側からのフラットケーブル3の繰り出し余地がなくなるので、強引に回転させようとしたときフラットケーブル3に大きな引張力がかかることになる。この結果、フラットケーブル3に接触している内ガイドリブ56または外ガイドリブ57にはこれらを倒そうとする力が作用し、内ガイドリブ56または外ガイドリブ57が倒れると大きな引張力を受けているフラットケーブル3が外れて、その衝撃で環状空間Sを形成しているロータ5とステータ30の組立状態の毀損に至るおそれも考えられる。
突っ張り壁58により内ガイドリブ56および外ガイドリブ57の倒れが防止されることは、このような事態に対してとくに有効である。
【0032】
さらに、スペーサ50の環状平板部51の周方向に沿った第1ガイド部55間には、環状平板部51の内周側から外周側へ延びる平板リブ61を備える第2ガイド部60を設けてあり、平板リブ61の内端縁は第1ガイド部55の各内ガイドリブ56に内接する環状平板部51と同心の第1円E1より所定量外方に位置させてあるので、通常は第1ガイド部55で経路が規制されるフラットケーブル3が第2ガイド部60と接触することはないが、万一、フラットケーブル3が撓んで第1ガイド部55の内ガイドリブ56間に偏移しようとした場合でも平板リブ61の内端に接触して偏移が阻止されるから座屈が防止される。
そして、平板リブ61が環状平板部51から立ち上がることにより、環状平板部51の平面剛性も向上する。
【0033】
とくに、平板リブ61は内ガイドリブ56間の周方向に複数枚設けられ、連結壁63で接続されているので、第1ガイド部55間の間隙が密に埋められる結果、フラットケーブル3の偏移が確実に阻止されるとともに、環状平板部51の平面剛性も一層向上する。また、連結壁63によって、フラットケーブル3が平板リブ61a、61b、61c間に偏移することが確実に阻止される。
また、平板リブ61の内端は外端とともに円柱部62とされて曲面となっているので、フラットケーブル3と接触した際にも摺動抵抗が小さくでき、フラットケーブル3を傷つけることもない。
【0034】
さらに、環状平板部51には第2ガイド部60より外方で外周より内側の所定範囲に肉抜き穴68を設けてあるので、スペーサ50が一層軽量化されて摺動抵抗を低減させることができる。
また、スペーサ50は高滑性樹脂製としたことによっても、摺動抵抗を低減させ、フラットケーブル3やステータ30などとの摺接音発生も防止される。