特表-18235341IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2018年12月27日
【発行日】2020年1月23日
(54)【発明の名称】回転コネクタ
(51)【国際特許分類】
   H01R 35/04 20060101AFI20191220BHJP
   B60R 16/027 20060101ALI20191220BHJP
【FI】
   H01R35/04 N
   B60R16/027 Q
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】11
【出願番号】特願2019-525075(P2019-525075)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2018年2月27日
(31)【優先権主張番号】特願2017-121725(P2017-121725)
(32)【優先日】2017年6月21日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】000010098
【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 健悟
(72)【発明者】
【氏名】朝倉 俊晃
(57)【要約】
ステータと、前記ステータに対して相対的に回転可能なロータと、前記ステータに備えられたステータ側の端子部材と前記ロータに備えられたロータ側の端子部材(50)との間を電気的に接続するケーブル(4)と、を備える回転コネクタにおいて、前記ケーブルは、略長方形の形態のFPCであり、前記FPCの一端が電気的に接続されるとともに前記ステータ側の端子部材又は前記ロータ側の端子部材が電気的に接続される配線(74)を有する筐体配線部材(7)を更に備え、前記筐体配線部材(7)は、成形回路部品(MID)である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステータと、前記ステータに対して相対的に回転可能なロータと、前記ステータに備えられたステータ側の端子部材と前記ロータに備えられたロータ側の端子部材との間を電気的に接続するケーブルと、を備える回転コネクタにおいて、
前記ケーブルは、略長方形のFPC(Flexible Printed Circuits)であり、
前記FPCの一端が電気的に接続されるとともに前記ステータ側の端子部材又は前記ロータ側の端子部材が電気的に接続される配線を有する筐体配線部材を更に備え、
前記筐体配線部材は、成形回路部品(MID:Molded Interconnect Device)である、回転コネクタ。
【請求項2】
一の前記筐体配線部材の前記配線に複数の前記FPCが接続される、請求項1に記載の回転コネクタ。
【請求項3】
前記筐体配線部材は、前記ロータの回転軸に対する径方向が第1表面の法線方向となるような第1表面と、前記ロータの回転軸の方向が第2表面の法線方向となるような第2表面とを有し、
前記FPCは、前記第1表面上の前記配線に電気的に接続され、前記筐体配線部材の配線に電気的に接続される前記端子部材は、前記第2表面上の前記配線に電気的に接続される、請求項1又は2に記載の回転コネクタ。
【請求項4】
前記端子部材は、複数のピンが前記第2表面の法線方向に延在するピンヘッダである、請求項3に記載の回転コネクタ。
【請求項5】
前記筐体配線部材には、前記FPCを位置決めして保持するカシメピンが設けられる、請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載の回転コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、回転コネクタに関する。
【背景技術】
【0002】
回転コネクタにおけるロータとステータの電気的な接続に複数のフラットケーブルを使用する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2013−219007号公報
【特許文献2】特開2006−100733号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記の特許文献1に開示される従来技術では、フラットケーブルを用いることに起因した課題がある。かかる課題としては、絶縁フィルムにPET(Polyethylene terephthalate)が使用されており耐熱性が低い点や、微細ピッチが困難なため信号線が増えるとフラットケーブルの本数も複数本に増える点等がある。
【0005】
この課題を解決するためにフラットケーブルの替わりにFPC(Flexible Printed Circuits)を使用する方法があり得るが、FPCは、上記の特許文献2に開示されているように、シート基材に単位基板が形成された形で納入されるのが一般的である。シート基材から各単位基板に分割してから製品への組み込みを行うが、単位基板の形状が、L字形状、もしくはT字形状のように部分的に凹凸がある形状の場合、シート基材に複数個を並べた際に各単位基板間に比較的大きい隙間ができてしまう。そのため、1枚のシート基材から得られる単位基板の個数が減ってしまい(即ち歩留まりが悪くなり)、FPCの部品費がアップし、結果として回転コネクタの低価格化が困難となる。
【0006】
そこで、1つの側面では、本発明は、FPCを使用しても低価格化が可能な回転コネクタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
1つの側面では、ステータと、前記ステータに対して相対的に回転可能なロータと、前記ステータに備えられたステータ側の端子部材と前記ロータに備えられたロータ側の端子部材との間を電気的に接続するケーブルと、を備える回転コネクタにおいて、
前記ケーブルは、略長方形の形態のFPC(Flexible Printed Circuits)であり、
前記FPCの一端が電気的に接続されるとともに前記ステータ側の端子部材又は前記ロータ側の端子部材が電気的に接続される配線を有する筐体配線部材を更に備え、前記筐体配線部材は、成形回路部品(MID)である、回転コネクタが提供される。
【発明の効果】
【0008】
1つの側面では、本発明によれば、FPCを使用しても低価格化が可能な回転コネクタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】一実施例による回転コネクタ1の外観斜視図である。
図2】FPC4の一例の説明図である。
図3】筐体配線部材7上におけるFPC4及び端子部材50の実装状態を示す斜視図である。
図4図3の分解斜視図である。
図5】一の筐体配線部材に複数本のFPCが電気的に接続される変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【0011】
図1は、一実施例による回転コネクタ1の外観斜視図である。図1には、回転コネクタ1の回転軸Iが示されると共に、回転軸Iに平行なZ軸が示される。以下では、説明上、Z方向のZ1側を「上側」とし、Z方向のZ2側を「下側」とし、軸方向、前記軸方向に直交する径方向、及び前記回転コネクタ1の周方向は、回転軸Iを基準とする。具体的には、軸方向とは、回転軸Iの方向を指す。径方向内側とは、前記径方向において回転軸Iに近い側を指し、前記径方向において径方向外側とは、回転軸Iに遠い側を指す。また、周方向とは、回転軸Iまわりの周方向を指す。またFPC(Flexible Printed Circuits)を以下では単にFPCと記載する。
【0012】
回転コネクタ1は、車両のステアリングコラム(図示せず)と、ステアリングシャフト(図示せず)と一体に回転する電子部品(図示せず)との間で電気信号を伝送するための接続装置である。
【0013】
図1に示すように、回転コネクタ1は、ロータ2と、ステータ3と、FPC4(図2参照)と、筐体配線部材7とを備えている。
【0014】
ロータ2は、ステアリングコラムに内包されたステアリングシャフトが軸方向に挿通される。ロータ2は、径方向内側に内周壁8を画成する円環状の部材である。ロータ2は、例えば樹脂材料から成る。ロータ2の内周壁8により画成される径方向内側の空間には、ステアリングシャフトが軸方向に挿通される。ロータ2は、ステータ3に対して回転可能に支持される。
【0015】
ステータ3は、車両に固定される。ステータ3は、ステアリングコラムに取り付けられる。ステータ3には、ロータ2が回転自在に組み付けられる。ステータ3は、径方向外側に外周壁9を画成する円環状の部材である。
【0016】
図2は、FPC4の一例の説明図であり、ロータ2の一部(上側の上方フランジ部)に取り付けられるFPC4を下方から見た斜視図である。図2では、説明のため、FPC4の一部が直線状に延在する態様で模式的に示される。実際には、FPC4は、渦巻き状に巻回されて収納される。
【0017】
FPC4は、ステータ3とロータ2との間を電気的に接続するケーブルの一例であり、ロータ2とステータ3との間での電気的導通を確保する。FPC4は、略長方形でかつ平らな形態であり、エッチングにより長手方向に亘って形成される銅箔等の複数の導電パターンと、これらを両面から挟んでカバーするポリイミド等の絶縁フィルムにより形成される。「略長方形」とは、一定の幅d(図2参照)で長尺方向に直線状に延在する形態であるが、幅dがFPC4の端部等で僅かに変化してもよい。
【0018】
FPC4は、回転コネクタ1の本体内の環状空間部(図示せず)内に設けられる。具体的には、径方向で内周壁8と外周壁9の間には、周方向に延在する環状空間部が形成され、環状空間部内にはFPC4が収容される。FPC4は、例えば、重ね合わされた態様で、渦巻き状に巻回されて収納されてもよい。
【0019】
FPC4は、図2のX部に示すように、一端がロータ2に電気的に接続され、図示しない他端がステータ3に電気的に接続される。図2のX部では、FPC4の一端は、ロータ2に固定される筐体配線部材7に固定され、筐体配線部材7上の配線74(図3参照)に電気的に接続される。
【0020】
筐体配線部材7は、上述のように、FPC4の一端が電気的に接続されるとともに、ロータ2に備えられたロータ2側の端子部材50(図3参照)が電気的に接続される。筐体配線部材7は、FPC4及び端子部材50と共に、図3以降を参照して詳説する。
【0021】
次に、図3及び図4を参照して、FPC4とロータ2との間の電気的な接続構造(図2のX部)について説明する。尚、ここでは、FPC4とロータ2側との間を電気的に接続する構造について説明するが、FPC4とステータ3側との間を電気的に接続する構造についても実質的に同様である。
【0022】
図3は、筐体配線部材7上におけるFPC4及び端子部材50の実装の状態を示す斜視図であり、図4は、図3の分解斜視図である。尚、図3及び図4は、径方向内側から視た斜視図であり、図2と同様に、FPC4の一部が直線状に延在する態様で模式的に示される。
【0023】
筐体配線部材7は、第1表面71と第2表面72を有する。径方向が第1表面71の法線方向となり、軸方向が第2表面72の法線方向となる。尚、第1表面71は、平面ではなく僅かに湾曲した曲面(例えばロータ2の内周壁8に沿った曲面)となっていてもよい。
【0024】
筐体配線部材7は、成形回路部品(MID:Molded Interconnect Device)であり、射出成形品に配線等が形成された部品である。尚、MIDの工法は任意であり、One-Shot法やTwo-Shot法が用いられてもよい。例えば、配線(後述の配線74)は、例えば筐体配線部材7を形成する樹脂構造体上にメッキや蒸着を行うことで形成されてよい。
【0025】
図3及び図4に示す例では、第1表面71及び第2表面72上には、配線74が形成される。従って、配線74は、第1表面71及び第2表面72の両表面上にわたり延在する。図3及び図4に示す例では、配線74は2本であるが、1本であってよいし、3本以上であってもよい。
【0026】
筐体配線部材7の第1表面71には、FPC4の一端が電気的に接続される。筐体配線部材7の第1表面71には、好ましくは、図4に示すように、FPC4を位置決めして保持するカシメピン711が例えば筐体配線部材7を形成する樹脂と同一の樹脂により筐体配線部材7に一体的に設けられる。これに対応して、FPC4には、カシメピン711が挿通される穴42が形成される。カシメピン711及び穴42は、複数組形成され、図3及び図4に示す例では、4組形成される。FPC4は、穴42内にカシメピン711を通し、
カシメピン711をカシメることで筐体配線部材7に固定される。これにより、筐体配線部材7に対してFPC4を正確に位置決めして固定できる。このようにして、FPC4は、筐体配線部材7に位置決めして保持できるので、簡単な構成で確実に端子同士(配線74とFPC4の配線)の電気的な接続を実現できる。尚、第1表面71上の配線74とFPC4の配線とは、例えば半田や導電性接着剤等により接合されてよい。例えば、FPC4の実装前に、ペースト状の半田(例、クリーム半田)が塗布され、カシメ後に、リフロー工程により接合が実現されてもよい。尚、この場合、リフロー実装可能となるように、筐体配線部材7は、はんだ耐熱性を備える樹脂により形成されるとよい。
【0027】
筐体配線部材7の第2表面72には、端子部材50が電気的に接続される。具体的には、筐体配線部材7の第2表面72には、端子部材50が実装され、端子部材50が保持する端子52が第2表面72上の配線74に電気的に接続される。尚、図3及び図4に示す例では、筐体配線部材7の第2表面72には、端子部材50の嵌合溝540(図4参照)とのスナップ嵌合用の爪部780や、端子部材50の突起530(図4参照)が嵌合される嵌合穴782が形成される。第2表面72上の配線74と端子52とは、例えば半田や導電性接着剤等により接合されてよい。
【0028】
端子部材50は、複数のピン521がZ方向に延在するピンヘッダの形態である。図3及び図4に示す例では、複数のピン521は、2本であり、それぞれ端子52と一体である。端子部材50は、ロータ2のコネクタ部2B(図1及び図2参照)に挿入される。ピン521は、コネクタ部2B内の端子(外部端子)として機能する。
【0029】
本実施例によれば、上述のように、筐体配線部材7を介してFPC4及び端子部材50とが電気的に接続されるので、FPC4としてFPCを使用しても低価格化が可能な回転コネクタ1を実現できる。具体的には、筐体配線部材7は、樹脂成型品であるので、形状の自由度が高く、FPC4を略長方形の形態で実現した場合でも、FPC4との電気的な接続が容易となる。従って、FPC4を略長方形の形態で実現することで、略長方形状のシート基材から複数のFPC4を製造する際の歩留まりが向上し、低価格化を図ることができる。即ち、FPC4が略長方形である場合、シート基材に最小の隙間で複数のFPC4を形成できるので、歩留まりが向上し、低価格化を図ることができる。
【0030】
また、本実施例によれば、上述のように、筐体配線部材7は、径方向が第1表面71の法線方向となるように第1表面71を有し、第1表面71上でFPC4が電気的に接続される。ここで、比較例として、FPCを筐体配線部材7の第2表面72上で電気的に接続する構成(図示せず)の場合、第2表面72上から周方向に延在させるためにFPCを複数回曲げる必要(例えば45度に折り曲げる必要)が生じる。この点、本実施例によれば、上述のように、第1表面71上でFPC4が電気的に接続されるので、かかる比較例で生じる曲げが不要となり、組み付け作業が容易であり、曲げ位置のバラつき等の影響を無くすことができる。
【0031】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【0032】
例えば、上述した実施例では、一の筐体配線部材7に1本のFPC4が電気的に接続されるが、一の筐体配線部材7に複数本のFPC4が電気的に接続されてもよい。例えば、図5に示す例では、筐体配線部材7Aの第1表面71Aには、2本のFPC4A,4Bが電気的に接続されている。この場合、図5に示すように、筐体配線部材7Aの第2表面72Aには、2つの端子部材50A,50Bが電気的に接続されてもよい。尚、図5に示す例では、FPC4A,4Bのそれぞれに対応して、2組の配線(2本の配線74A、及び2本の配線74B)が形成されている。図5に示すように、一の筐体配線部材7に複数本のFPC4が電気的に接続される場合は、1本のFPC4あたりの筐体配線部材7の部品点数を少なくできる。また、筐体配線部材7への複数本のFPC4の接続作業も冶具へのセットが1度で済むため組み立て性が良好となる効果もある。
【0033】
また、上述した実施例では、FPC4は、両端で筐体配線部材7を介して外部端子(ロータ2側とステータ3側の各外部端子)に電気的に接続されるが、一端だけが筐体配線部材7を介して外部端子に電気的に接続されてもよい。この場合、FPC4の他端については、任意の方法で外部端子に電気的に接続されてもよい。
【0034】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。
【0035】
本願は、日本特許庁に2017年6月21日に出願された基礎出願2017−121725号の優先権を主張するものであり、その全内容を参照によりここに援用する。
【符号の説明】
【0036】
1 回転コネクタ
2 ロータ
2B コネクタ部
3 ステータ
4 FPC
4A FPC
4B FPC
7 筐体配線部材
7A 筐体配線部材
8 内周壁
9 外周壁
42 穴
50 端子部材
50A 端子部材
50B 端子部材
52 端子
71 第1表面
71A 第1表面
72 第2表面
72A 第2表面
74 配線
74A 配線
74B 配線
521 ピン
530 突起
540 嵌合溝
711 カシメピン
780 爪部
782 嵌合穴
図1
図2
図3
図4
図5
【国際調査報告】