旋转式连接器.pdf

一种旋转式连接器，在借助突设于合成树脂制的可动侧外壳(2)上的连结销(7)将该外壳(2)与方向盘连接的旋转式连接器中，采用了如下的构成，即，将连结销(7)的前端形成为外侧面近似ㄑ字形的一对指部(7a)夹着狭缝(7b)沿着圆周方向相对向的两叉形状，而使两指部(7a)牢固嵌合在方向盘侧的凹部(11)上，同时，由具有连结销(7)的上部转子(3)、和具有配置于限制连结销(7)向圆周方向的弯曲的位置上的支撑突起(8)而被按扣嵌合在上部转子(3)上的下部转子(4)构成可动侧外壳(2)。这种旋转式连接器，可以通过防止由连结销的弯曲引起的破损故障或可动侧外壳的旋转延迟而提高了与方向盘的连结结构的可靠性。

1.  一种旋转式连接器，具备：合成树脂制的固定侧外壳、可以旋转地安装在该固定侧外壳上的合成树脂制的可动侧外壳、和被卷绕·收装在该两个外壳之间的环状空间内的柔性电缆，并由具有沿轴线方向突设的连结销的上部转子和按扣嵌合在该上部转子上的下部转子构成所述可动侧外壳，通过将所述连结销嵌入方向盘的对应的位置上设置的凹部中，而将该方向盘的旋转力传递至所述可动侧外壳，其特征是：
将所述连结销的前端形成为、一对指部夹着狭缝沿着周方向相对向的两叉形状，同时，将该指部的与所述狭缝侧相反一侧的面形成近似“ㄑ”字形，在所述上部转子上设置多个支撑突起，该多个支撑突起配置在限制所述连结销的向周方向的弯曲的位置上。

2.  根据权利要求1所述的旋转式连接器，其特征是：在所述一对指部的相对面侧分别突出形成薄壁部，在该两薄壁部之间区划出所述狭缝。

3.  根据权利要求1或2所述的旋转式连接器，其特征是：将所述固定侧外壳的一部分可活动地嵌于所述上部转子和所述下部转子之间。

4.  一种旋转式连接器，具备：合成树脂制的固定侧外壳、可以旋转地安装在该固定侧外壳上的合成树脂制的可动侧外壳、和被卷绕·收装在该两个外壳之间的环状空间内的柔性电缆，由具有沿轴线方向突设的连结销的上部转子和按扣嵌合在该上部转子上的下部转子构成所述可动侧外壳，通过将所述连结销嵌入方向盘的对应的位置上设置的凹部中，而将该方向盘的旋转力传递至所述可动侧外壳，其特征是：
将所述连结销的前端形成为、一对指部夹着狭缝沿着周方向相对向的两叉形状，同时，将该指部的与所述狭缝侧相反一侧的面形成近似“ㄑ”字形，并且，使该连结销的基端部位于所述上部转子的内筒面上，在该基端部的周方向两侧设置沿轴线方向延伸的凹槽，在所述下部转子上设置加强壁和多个支撑突起，该加强壁与所述基端部的径向内侧对向配置，该多个支撑突起被保持在该加强壁上并配置于所述槽内。

5.  根据权利要求4所述的旋转式连接器，其特征是：在所述一对指部的相对面侧分别突出形成薄壁部，在该两薄壁部之间区划出所述狭缝。

6.  根据权利要求4或5所述的旋转式连接器，其特征是：将所述固定侧外壳的一部分可活动地嵌于所述上部转子和所述下部转子之间。

旋转式连接器
技术领域
本发明涉及一种安装在汽车的转向装置中作为气囊系统或喇叭电路等的电连接手段使用的旋转式连接器，特别涉及对传递方向盘的旋转的旋转式连接器的可动侧外壳的改良。
背景技术
安装在汽车的转向装置中的旋转式连接器大致上是在固定侧外壳上可以旋转地安装可动侧外壳并在这两个外壳间的环状空间内卷绕·收装带状的柔性电缆而构成的，当可动侧外壳向正反任意方向旋转时，与该旋转方向对应，柔性电缆即被卷绕或反卷。当将该旋转式连接器装在转向装置上时，一般来说，使用螺丝等将固定侧外壳固定在组合开关等定子构件上，利用销与凹部的嵌合将可动侧外壳与方向盘连接。
作为此种可动侧外壳和方向盘的连结结构的一个例子，已知以往有如下的装置，即，在突设于可动侧外壳的上表面上的圆柱状的连结销上包覆橡胶制的帽，通过将该帽嵌入设于转向枢毂(steering hub)上的凹部中，而将方向盘的旋转力向可动侧外壳传递。根据该连结结构，即使在连结销和凹部的嵌合尺寸上多少有些误差，由于可以用橡胶制的帽吸收该误差，因此就可以理想地实现在连结销和凹部间不产生喀哒声的嵌合状态。但是，当采用该连结结构时，由于在旋转式连接器的组装工序中需要进行使橡胶制的帽包覆连结销的操作，同时，需要考虑防止该帽的脱落的对策，因此就会产生旋转式连接器的总成本上升的问题。另外，在该连结结构中，在方向盘侧的凹部不太大的情况下，由于不得不减小橡胶制的帽的壁厚，或者减小连结销的直径，而这些都是不希望进行的，因此就会产生该帽无法吸收尺寸误差或者该连结销容易破损等问题。
所以，本申请人以前提出有按如下方式改良了的旋转式连接器，即，即使省略橡胶制的帽，也可以可靠地将可动侧外壳和方向盘连结(例如参照专利文献1)。该以往的提案采用了如下的连结结构，即，将可动侧外壳的上表面上突设的连结销的前端制成、使外侧面形成近似“く”字形的一对指部介由狭缝而相对向的两叉形状，并将该两个指部嵌合在方向盘侧的凹部中。根据该结构，由于连结销的两个指部可以向相互接近的方向(向缩小狭缝的宽度的方向)发生弹性变形，因此即使在连结销和凹部的嵌合尺寸上多少有些误差，也可以通过将两个指部嵌入该凹部中来可靠地连接可动侧外壳和方向盘。即，由于形成可以利用两个指部的弹性变形来吸收嵌合尺寸的误差的连结结构，因此就不需要在连结销上粘接橡胶制的帽，从而具有实现旋转式连接器的成本降低和可靠性提高的优点。
专利文献1：专利第3378752号公报(第2-3页，图4)
但是，在通过在连结销的前端设置一对指部而省略了橡胶制的帽的所述以往的提案中，当进行方向盘的旋转操作时，该旋转力经过指部加到连结销上，从而使得可动侧外壳被该连结销驱动而旋转，但是，由于连结销为从可动侧外壳向轴线方向突出的合成树脂构件，因此，方向盘的旋转力就会作为将连结销向周方向弯曲的力作用。所以，当由于设计上的制约而不能采用足够大的连结销的厚度尺寸或宽度尺寸时，就会发生因方向盘的旋转力使连结销与期望相反地向周方向弯曲的情况，这样就会产生可动侧外壳的旋转慢于方向盘的旋转的现象。其结果是，例如当在旋转式连接器上安装检测方向盘地旋转的角度传感器时，就会有角度传感器的检测精度降低的问题，另外，在因方向盘的旋转力而在连结销上产生过度的弯曲的情况下，还会有导致连结销的破损故障的危险性。
另外，在方向盘的旋转操作时，连结销会不得不产生扭转变形，从而连结销需要有反抗该扭转变形的机械强度，但是由于设计上的制约，有时无法在连结销上确保足够的厚度尺寸而使得机械强度不足，因此期望找到其对策。例如，在转向轴较粗而必须将可动侧外壳的内径设定得较大的情况下，由于难以使连结销具有较大厚度而提高机械强度，因此有可能因方向盘的旋转力发生作用而导致弯曲了的连结销破损。
发明内容
鉴于此种以往技术的实际情况，本发明的目的之一在于，通过防止因连结销的弯曲引起的破损故障或可动侧外壳的旋转延迟，提供提高了连结结构与方向盘的可靠性的旋转式连接器。
另外，本发明的目的之二是，即使在无法在连结销上确保足够的厚度尺寸的情况下也可以防止其破损故障，从而提供提高了连结结构与方向盘的可靠性的旋转式连接器。
为了达成所述的目的之一，本发明的旋转式连接器，具备：合成树脂制的固定侧外壳、可以旋转地安装在该固定侧外壳上的合成树脂制的可动侧外壳、和被卷绕·收装在该两个外壳之间的环状空间内的柔性电缆，并由具有沿轴线方向突设的连结销的上部转子和按扣嵌合在该上部转子上的下部转子构成所述可动侧外壳，通过将所述连结销嵌入方向盘的对应的位置上设置的凹部中，而将该方向盘的旋转力传递至所述可动侧外壳，其中：将所述连结销的前端形成为一对指部夹着狭缝沿着周方向相对向的两叉形状，同时，将该指部的与所述狭缝侧相反一侧的面形成近似“く”字形，在所述上部转子上设置多个支撑突起，该多个支撑突起配置在限制所述连结销的向周方向的弯曲的位置上。
如此构成的旋转式连接器通过在突设于上部转子上的连结销的周方向两侧上配置突设于下部转子上的支撑突起，来限制连结销向周方向的弯曲，因此，即使方向盘的旋转力发生作用，也可以容易地实现连结销基本不会向周方向弯曲的连结结构。所以，可以大幅度抑制可动侧外壳相对于方向盘的旋转的旋转延迟，还可以防止在连结销过度弯曲的情况下可能产生的破损故障。
除了该构成以外，在采用了在所述一对指部的相对面侧分别突出形成薄壁部并在这两个薄壁部之间区划出所述狭缝的构成的旋转式连接器中，可以利用薄壁部防止由树脂的收缩引起的指部的变形，同时，可以利用薄壁部的尺寸形状等适宜地选择两个指部的弹性变形度，提高设计自由度，因而十分理想。
另外，除了该构成以外，在将所述固定侧外壳的一部分可活动地嵌于所述上部转子和所述下部转子之间的旋转式连接器中，由于可以在组装时夹入固定侧外壳的该局部而将上部转子和下部转子一体化，因此就能够在可以旋转的状态下简单而且可靠地将可动侧外壳安装在固定侧外壳上，从而实现了组装性的提高。
为了达成所述的目的之二，本发明的旋转式连接器，具备：合成树脂制的固定侧外壳、可以旋转地安装在该固定侧外壳上的合成树脂制的可动侧外壳、和被卷绕·收装在该两个外壳之间的环状空间内的柔性电缆，由具有沿轴线方向突设的连结销的上部转子和按扣嵌合在该上部转子上的下部转子构成所述可动侧外壳，通过将所述连结销嵌入方向盘的对应的位置上设置的凹部中，而将该方向盘的旋转力传递至所述可动侧外壳，其中：将所述连结销的前端形成为一对指部夹着狭缝沿着周方向相对向的两叉形状，同时，将该指部的与所述狭缝侧相反一侧的面形成近似“く”字形，并且，使该连结销的基端部位于所述上部转子的内筒面上，在该基端部的周方向两侧设置沿轴线方向延伸的凹槽，在所述下部转子上设置加强壁和多个支撑突起，该加强壁与所述基端部的径向内侧对向配置，该多个支撑突起被保持在该加强壁上并配置于所述槽内。
如此构成的旋转式连接器由于在设于上部转子的内筒面上并与连结销的基端部相邻的凹槽内，配置设于下部转子上的支撑突起，该支撑突起被加强壁保持，因此，通过按照使这些加强壁和支撑突起、与连结销的基端部密接的方式配置，就可以用下部转子加强该基端部。所以，即使在因设计上的制约而不能在连结销上确保足够的厚度的情况下，也可以防止由连结销自身的强度不足引起的破损故障。
除了该构成以外，在采用了在所述一对指部的相对面侧分别突出形成薄壁部并在这两个薄壁部之间区划出所述狭缝的构成的旋转式连接器中，可以利用薄壁部防止由树脂的收缩引起的指部的变形，同时，可以利用薄壁部的尺寸形状等适宜地选择两个指部的弹性变形度，提高设计自由度，因而十分理想。
另外，除了该构成以外，在将所述固定侧外壳的一部分可活动地嵌于所述上部转子和所述下部转子之间的旋转式连接器中，由于可以在组装时夹入固定侧外壳的该局部而将上部转子和下部转子一体化，因此就可以在可以旋转的状态下简单而且可靠地将可动侧外壳安装在固定侧外壳上，从而实现了组装性的提高。
附图说明
图1是本发明的实施方式例的旋转式连接器的俯视图。
图2是沿图1的A-A线的剖视图。
图3是该旋转式连接器的可动侧外壳的分解立体图。
图4是表示该可动侧外壳所具备的连结销、与支撑突起及内筒壁的结合状态的主要部分主视图。
图5是表示该连结销和转向枢毂的凹部的尺寸关系的说明图。
图中：1-固定侧外壳，2-可动侧外壳，3-上部转子，3a-内筒面，3b-爪部，3e-凹槽，4-下部转子，4a-内筒壁(加强壁)，4b-长孔，5-环状空间，6-柔性电缆，7-连结销，7a-指部，7b-狭缝，7c-薄壁部，8-支撑突起，10-转向枢毂(steering hub)，11-凹部。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施方式进行说明，图1是本发明的实施方式例的旋转式连接器的俯视图，图2是沿图1的A-A线的剖视图，图3是该旋转式连接器的可动侧外壳的分解立体图，图4是表示该可动侧外壳所具备的连结销和支撑突起及内筒壁的结合状态的主要部分主视图，图5是表示该连结销和转向枢毂的凹部的尺寸关系的说明图。图1及图2所示的旋转式连接器大致由合成树脂制的固定侧外壳1、可以旋转地安装在该固定侧外壳1上的合成树脂制的可动侧外壳2、他卷绕·收装在这两个外壳1、2之间的环状空间5内的带状的柔性电缆6构成。
如图3所示，可动侧外壳2通过组合上部转子3和下部转子4而构成，通过按照使设于上部转子3的内筒面3a的4个位置上的爪部3b按扣结合在设于下部转子4的内筒壁4a的4个位置上的长孔4b的上端的方式，将内筒壁4a向内筒面3a的径向内侧插入，就将下部转子4与上部转子3按扣结合在一起。另外，当像这样将上部转子3和下部转子4一体化时，如图2所示，使上部转子3的凸缘部3c与固定侧外壳1的上部开口周缘部1a配合，同时，在上部转子3的环状段部3d和下部转子4的凸缘部4c之间可活动地插入固定侧外壳1的下部开口周缘部1b，这样就形成将可动侧外壳2可以旋转地安装在固定侧外壳1上的状态。
收装在环状空间5内的柔性电缆6的一端被连接·固定在设于固定侧外壳1上的连接器部1c上，并且另一端被连接·固定在设于可动侧外壳2的上部转子上的连接器部2a上，从而将未图示的外部电缆的连接器连接在这两个连接器部1c、2a上。另外，在固定侧外壳1的下部周面上一体形成有多个安装片1d，从而使用这些安装片1d将固定侧外壳1螺丝固定在转向装置的组合开关等上。
对可动侧外壳2的详细构成进行说明，在上部转子3的内筒面3a上，在相互对向的2个位置上一体形成有沿轴线方向延伸的连结销7，各连结销7的前端侧比内筒面3a更向上方突出。如图4所示，该连结销7的前端形成一对指部7a夹着狭缝7b沿周方向相对向的两叉形状，各指部7a的外侧面(与狭缝7b侧相反的一面)被制成近似“く”字形。另外，在一对指部7a的内侧面(对向面)侧的中央分别突出形成薄壁部7c，在两薄壁部7c之间区划出狭缝7b。这一对指部7a可以在缩小狭缝7b的宽度的同时向相互接近的方向发生弹性变形。但是，由于当两指部7a只以狭缝7b的宽度量相互接近时，薄壁部7c彼此间就会接触，因此，两指部7a不会朝向接近的方向发生在此量以上的弹性变形。
如图5所示，在方向盘侧的转向枢毂10上、的与连结销7对应的2个位置上形成有凹部11，通过将连结销7的一对指部7a嵌入各凹部11内，而将上部转子3与转向枢毂10连接，其结果是，可动侧外壳2会与方向盘的旋转连动地进行旋转。这里，由于按照凹部11的宽度尺寸w小于一对指部7a的宽度尺寸f，并且，狭缝7b的宽度尺寸s满足s≥f-w的方式进行设定，因此，通过使一对指部7a向接近的方向弹性变形，就可以使两个指部7a牢固地嵌合在凹部11上。此时，由于一对指部7a的外侧面作为头部窄的导引面发挥作用，因此可以容易地将两个指部7a嵌入凹部11内，并且可以利用指部7a的弹性变形吸收嵌合尺寸的误差。
另外，从图3可以清楚地看到，在上部转子3的内筒面3a上，在连结销7的周方向两侧，形成有凹槽3e，连结销7的基端部位于沿轴线方向延伸的一对凹槽3e之间。即，由于连结销7的两个指部7a的外侧面为近似“く”字形，因此在上部转子3的注射成形时，通过将该く字形部分的中央作为分型线沿上下方向开模，成形指部7a，在该成形时，通过区划出连结销7用的空腔的下模具的一部分，在开模后形成凹槽3e。
另一方面，在可动侧外壳2的下部转子4上，在与上部转子3的凹槽3e对应的4个位置上，形成有与内筒壁4a一体成形而向上方突出的支撑突起8。各支撑突起8在使下部转子4按扣嵌合在上部转子3上的步骤，被插入对应的凹槽3e内，如图4所示，按照夹着连结销7的基端部的方式密接配置一对支撑突起8，各支撑突起8的前端延伸至与连结销7上的从上部转子3的内筒面3a向上方突出的部分的根部附近同等的高度位置。另外，由于下部转子4的内筒壁4a被插入上部转子3的内筒面3a的径向内侧，因此内筒壁4a中的、延伸在一对支撑突起8之间的部分就会与连结销7的基端部密接地对向配置。这样，利用内筒壁4a和保持在该内筒壁4a上的一对支撑突起8，就形成加强了连结销7的基端部的状态，并且形成连结销7的周方向的弯曲被支撑突起8限制的状态。
将如此构成的旋转式连接器安装在转向装置上时，通过将安装片1d螺丝固定在组合开关等上而将固定侧外壳1固定在转向装置的定子构件上后，在将可动侧外壳2的连结销7的指部7a嵌入转向枢毂10的凹部11内的状态下，将方向盘固定在转向轴上。当方向盘向正或反的任意方向旋转时，由于如此安装在转向装置上的旋转式连接器会借助连结销7将其旋转力传递给可动侧外壳2，因此环状空间5内的柔性电缆6就会与方向盘的旋转方向对应地被卷绕或反卷。
如上所述，由于本实施方式的旋转式连接器用设于下部转子4上的一对支撑突起8夹住设于上部转子3上的连结销7的基端部，同时，使保持各支撑突起8的内筒壁4a对向配置在连结销7的基端部，因此，该基端部被支撑突起8及内筒壁4a加强。所以，即使在因设计上的制约无法在连结销7上确保足够的厚度尺寸的情况下，例如因转向轴较粗而不得不设定较大的可动侧外壳2的内径时，也可以预先防止由连结销7自身的强度不足引起的破损故障。
另外，由于将支撑突起8的前端部配置在连结销7的容易弯曲的部分的周方向两侧，因此当连结销7向周方向弯曲时，立即就会与支撑突起8接触而被限定位置，由此即使方向盘的旋转力产生作用，连结销7基本上也不会向周方向弯曲。所以就不会有因连结销7过度弯曲而导致破损的问题，同时，可以使可动侧外壳2相对于方向盘的旋转基本没有延迟地紧接着旋转。其结果是，在该旋转式连接器附设了检测方向盘的旋转的角度传感器的情况下，可以提高其检测精度。
另外，在本实施方式例的旋转式连接器中，由于在连结销7的一对指部7a的对向面侧突出形成有薄壁部7c，因此可以利用薄壁部7c防止由树脂的收缩引起的指部7a的变形，另外，还可以利用薄壁部7c的尺寸形状等适宜地选择两个指部7a的弹性变形程度，因此连结销7的设计自由度也得到提高。
而且，在安装本实施方式例的旋转式连接器时，可以通过在将上部转子3安装在固定侧外壳1上的状态下，夹入该轨道槽外壳1的下部开口周缘部1b，而将上部转子3和下部转子4一体化。由此就可以将可动侧外壳2在能够旋转的状态下简单而且可靠地安装在固定侧外壳1上，从而形成组装性良好的旋转式连接器。
本发明以如上说明所示的方式实施，可以发挥如下所述的效果。
由于在突设于上部转子的连结销的容易弯曲的部分的周方向的两侧，配置突设于下部转子上的支撑突起，来限制由方向盘驱动的连结销的向周方向的弯曲，因此可以防止由连结销的弯曲引起的破损故障或可动侧外壳的旋转延迟，从而可以获得提高了连结结构与方向盘的可靠性的旋转式连接器。
另外，由于通过在设于上部转子的内筒面上并与连结销的基端部相邻的凹槽内、配置设于下部转子上并被保持在内筒壁等的加强壁上的支撑突起，来加强连结销的基端部，因此，即使在因设计上的制约而无法在连结销上确保足够的厚度尺寸的情况下，也可以预先防止由连结销自身的强度不足引起的破损故障，从而可以获得提高了连结结构与方向盘的可靠性的旋转式连接器。