旋转连接器的制作方法

本发明涉及在机动车的转向柱等配置的旋转连接器。

背景技术

在机动车的转向柱中，需要在定子(固定部)与转子(旋转部)之间供给使安全气囊动作的电力并且传递来自喇叭开关、各种控制开关的切换信号，因此，使用有旋转连接器。

旋转连接器将定子与转子以能够旋转的方式同轴配置，且在构成上述的定子的外筒体与构成转子的内筒体之间划分出的收纳空间内收纳、卷绕有扁平电缆，作为在如机动车的转向装置那样转速有限的转向盘装配的安全气囊、充气机等的电连接机构而使用。

专利文献1公开了一种在转子侧的外部连接端子与定子侧的外部连接端子的连接中使用了多个扁平电缆和引线块的旋转连接器。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-219007号公報

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，作为扁平电缆的课题有以下(1)、(2)等：(1)绝缘膜使用pet(polyethyleneterephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯)而耐热性较低；(2)由于难以形成微间距，因而若信号线增多则扁平电缆的条数也增加。

另外，一直以来，通过点焊将外部连接端子与扁平电缆的连接端子连接。因此，在旋转连接器的制造中需要大规模的点焊装置并且进行扁平电缆向点焊装置的设置，因此存在组装效率差的问题。

本发明的目的在于提供一种能够使连接用电缆与外部连接端子的连接稳定且组装效率好的旋转连接器。

用于解决课题的方案

为了解决上述的现有技术的问题点而实现上述目的，本发明的旋转连接器具有：定子；转子，其配置为能够相对于所述定子进行相对的旋转；柔性印刷电路基板，其收纳于所述定子与所述转子之间的环状空间内，且其两端分别与所述定子和所述转子连接；以及引线块，其将与所述柔性印刷电路基板连接的多个外部连接端子保持为一体，且该引线块固定于所述转子以及所述定子中的至少一方，所述柔性印刷电路基板具有借助焊料连接有所述外部连接端子的连接焊盘。

根据该结构，使用具备连接焊盘的柔性印刷电路基板，并且使用将多个外部连接端子保持为一体且固定于转子以及定子中的至少一方的引线块，由此即使借助焊料连接外部连接端子，也能够将柔性印刷电路基板与外部连接端子稳定地连接。因此，在制造工序中能够利用焊接将柔性印刷电路基板与外部连接端子连接，从而组装变得容易。

作为优选，本发明的旋转连接器还具有连接部，所述连接部固定并收容所述引线块，且在与所述引线块的所述外部连接端子对置的位置具备开口部，并且所述连接部设置在所述转子以及所述定子中的至少一方。

根据该结构，能够以可经由开口部从外部连接的方式将引线块稳定地固定于转子以及定子中的至少一方。作为优选，本发明的旋转连接器还具有保持构件，所述保持构件将所述柔性印刷电路基板的包括所述连接焊盘在内的区域夹持在该保持构件与所述引线块之间而进行保持。

根据该结构，通过将柔性印刷电路基板的包括连接焊盘在内的区域夹持在引线块与保持构件之间而进行保持，能够将柔性印刷电路基板与外部连接端子无晃动地可靠地保持。

作为优选，本发明的旋转连接器的所述转子以及所述定子中的至少一方与所述保持构件通过卡扣机构而结合。

根据该结构，将柔性印刷电路基板的包括连接焊盘在内的区域夹持在保持构件与转子以及所述定子中的至少一方之间而进行卡扣结合，能够以简单的结构将柔性印刷电路基板与外部连接端子稳定地结合，从而作业効率良好。

作为优选，在本发明的旋转连接器的所述保持构件中，第一保持部与第二保持部形成为一体，所述第一保持部在所述环状空间内对所述柔性印刷电路基板的位于所述环状空间内的部分进行定位并固定，所述第二保持部将包括所述连接焊盘在内的区域夹持在该第二保持部与所述引线块之间而进行保持。

根据该结构，将对柔性印刷电路基板的位于环状空间内的部分进行定位并固定的第一保持部、与将包括连接焊盘在内的区域夹持在第二保持部与所述引线块之间而进行保持的第二保持部形成为一体，由此无需增加部件数量，能够使组装性良好。

作为优选，本发明的旋转连接器的所述柔性印刷电路基板具有：主柔性印刷电路基板，其收容于所述环状空间内；以及副柔性印刷电路基板，其与所述主柔性印刷电路基板和所述外部连接端子连接，且以与所述主柔性印刷电路基板的长度方向形成角度的方式延伸，所述连接焊盘设置于所述副柔性印刷电路基板。

根据该结构，通过在以与主柔性印刷电路基板的长度方向形成角度的方式延伸的副柔性印刷电路基板设置连接焊盘，能够提高设计的自由度。

作为优选，本发明的旋转连接器的所述定子具有外筒体，所述转子具有与所述外筒体对置的内筒体，且与所述定子同轴地配置，所述柔性印刷电路基板收纳于所述外筒体与所述内筒体之间的所述环状空间内。

根据该结构，能够在定子的外筒体与转子的内筒体之间形成具有一定宽度的环状空间。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的旋转连接器的外观立体图。

图2是图1所示的旋转连接器的主要部分分解立体图。

图3是用于对图2所示的第一主fpc以及第二主fpc的两端部与外部连接端子的连接关系进行说明的立体图。

图4是图2所示的转子、外部连接端子、第一副fpc以及第一保持构件的从内侧观察时的分解立体图。

图5是图2所示的转子、外部连接端子、第一副fpc以及第一保持构件的从外侧观察时的分解立体图。

图6是图2所示的第一副fpc、第一主fpc以及第二主fpc的一端部的放大立体图。

图7是表示图2所示的第一主fpc以及第二主fpc的一端部的图。

图8是图2所示的第一副fpc的放大主视图。

图9是图8的vii-vii线剖视图。

图10是图2所示的第一保持构件的外观立体图。

图11是第二副fpc的周边的局部放大图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式所涉及的旋转连接器进行说明。

图1是本发明的实施方式所涉及的旋转连接器的外观立体图。图2是图1所示的旋转连接器的主要部分分解立体图。图3是用于对第一主fpc4以及第二主fpc5的两端部与外部连接端子7a、9a的连接关系进行说明的立体图。

图4是转子2、外部连接端子7a、第一副fpc6以及第一保持构件18的从内侧观察时的分解立体图。图5是转子2、外部连接端子7a、第一副fpc6以及第一保持构件18的从外侧观察时的分解立体图。图6是第一副fpc6、第一主fpc4以及第二主fpc5的一端部4a、5a的放大立体图。

(旋转连接器的整体结构)

旋转连接器1是用于在车辆的转向柱(图示省略)与转向轴(图示省略)之间传递电信号的连接装置。

如图1以及图2所示，旋转连接器1具备：供内包于转向柱的转向轴插入中心部且由合成树脂构成的环状的转子2；以及安装于转向柱并供转子2旋转自如地组装且由合成树脂构成的环状的定子3。

在旋转连接器1的主体内通过转子2与定子3的组合而形成有在转子2的内筒部2a与定子3的外筒部3a之间形成的环状空间部(图示省略)。用于在转子2与定子3之间确保导电的第一主柔性印刷配线基板(以下，称为第一主fpc)4和第二主柔性印刷配线基板(以下，称为第二主fpc)5以重合而卷绕成涡旋状的方式收纳在该环状空间部内。

如图3～图6所示，第一主fpc4的一端部4a与第二主fpc5的一端部5a安装于第一副柔性印刷配线基板(以下，称为第一副fpc)6。并且，第一副fpc6安装于具备多个外部连接端子7a的转子侧引线块7。

如图4所示，转子侧引线块7将外周以压入状态插入在转子2的上方凸缘部2a开口而形成的引线块插入孔2a1，从而被装入在上方凸缘部2a上突出设置的转子侧连接部2b。即，转子侧连接部2b以使转子侧引线块7无松动地配合并固定于引线块插入孔2a1的内壁的方式收容外部连接端子7a。

在转子侧连接部2b的与外部连接端子7a对置的位置形成有开口部2b1。外部连接端子7a经由开口部2b1而与旋转连接器1的外部装置的端子连接。

如图2～图5所示，转子侧引线块7将与第一副fpc6的连接焊盘17直接电连接的多个外部连接端子7a保持为一体。第一副fpc6收容及固定于转子2的转子侧连接部2b。

外部连接端子7a与第一副fpc6的连接焊盘17经由焊料而连接。需要说明的是，焊料在通过回流等工序加热后冷却，从而以机械及电气方式将彼此连接。

如图2～图5所示，第一保持构件18将第一副fpc6的包括连接焊盘17在内的区域夹持在第一保持构件18与转子侧引线块7之间而进行保持。由此，第一副fpc6的连接焊盘17与外部连接端子7a被稳定地固定。

(第一主fpc和第二主fpc)

图7是表示第一主fpc4以及第二主fpc5的一端部4a、5a的图。

图8是第一副fpc6的放大主视图。图9是图8的vii-vii线剖视图。

如图7所示，第一主fpc4具有耐热性，通过将沿宽度方向排列配置的多个由铜箔等构成的带状导体40夹入由聚酰亚胺等构成的具有透射性的一对绝缘膜41、41之间而成。带状导体40在利用光刻制造第一主fpc4的工序中利用蚀刻而形成，并且带状导体40以微间距形成。

第一主fpc4形成为长度约50cm的长条，且形成为两侧缘呈直线状且平行地对置。第一主fpc4以在卷绕成涡旋状的状态下滑动自如的方式收纳于环状空间部内。这样，通过将第一主fpc4以卷绕成涡旋状的方式收纳于环状空间部内，能够进行第一主fpc4的卷紧或开卷，从而允许方向盘(图示省略)的旋转操作。

如图7所示，在第一主fpc4的一端部4a排列配置有与带状导体40连接且由金属构成的多个连接端子10。在第一主fpc4的一端部4a，一对绝缘膜41、41的背面侧的绝缘膜41的一部分剥离，从而连接端子10露出。

如图7所示，第二主fpc5也与第一主fpc4同样地具有耐热性，通过将沿宽度方向排列配置的多个由铜箔等构成的带状导体40夹入由聚酰亚胺等构成的具有透射性的一对绝缘膜41、41之间而成。带状导体40在利用光刻制造第二主fpc5的工序中利用蚀刻而形成，并且带状导体40以微间距形成。

第二主fpc5也与第一主fpc4同样地形成为长度约50cm的长条，且形成为两侧缘呈直线状且平行地对置。通过将第二主fpc5以卷绕成涡旋状的方式收纳于环状空间部内，能够进行第二主fpc5的卷紧或开卷，从而允许方向盘(图示省略)的旋转操作。

如图7所示，在第二主fpc5的一端部5a排列配置有与带状导体40连接且由金属构成的多个连接端子11。在第二主fpc5一端部5a，一对绝缘膜41、41的背面侧的绝缘膜41的一部分剥离，从而连接端子11露出。

(第一副fpc)

如图6所示，第一副fpc6以在与各主fpc4、5的周向正交的方向上突出的方式配置。各主fpc4、5的一端部4a、5a在第一副fpc6的第一配线部6a上对接，且以各主fpc4、5的长度方向呈直线状的方式安装于第一配线部6a。

如图8以及图9所示，第一副fpc6具有耐热性，通过将由铜箔等构成的多个导体15排列配置在由聚酰亚胺等构成的具有透射性的片状绝缘膜14上而成。

第一副fpc6包括安装有各主fpc4、5的各一端部4a、5a的第一配线部6a、安装有转子侧引线块7的第二配线部6b、以及将第一配线部6a与第二配线部6b间连接的第三配线部6c。

在第一配线部6a排列配置有与在各主fpc4、5的各一端部4a、5a设置的连接端子10、11连接的多个连接端子16。在第二配线部6b排列配置有与转子侧引线块7的外部连接端子7a连接的多个连接焊盘17。在第三配线部6c配置有将各配线部6a、6b的连接端子16、17间连接的多个导体(图示省略)。第三配线部6c的导体被夹入一对绝缘膜14、14之间而由一对绝缘膜14、14覆盖。

(第一保持构件)

如图2～图5所示，旋转连接器1具备用于对各主fpc4、5的各一端部4a、5a和第一副fpc6进行定位保持的第一保持构件18。第一保持构件18安装于转子2的内筒部2c的外周。第一保持构件18由合成树脂成形为l字形状的块体。

图10是图1所示的第一保持构件18的外观立体图。

如图10所示，第一保持构件18具备用于在转子2与定子3之间形成的环状空间内对第一副fpc6的第一配线部6a与各主fpc4、5的各一端部4a、5a进行定位保持的第一保持部18a。

通过使各主fpc4、5的各一端部4a、5a重合于第一保持部18a上所保持的第一配线部6a上，从而如图6所示那样，第一配线部6a的连接端子16与各主fpc4、5的各一端部4a、5a的各连接端子10、11在规定的位置正确地连接。

另外，各主fpc4、5的各一端部4a、5a被第一保持部18a保持，由此各主fpc4、5以沿宽度方向立起的状态收纳于环状空间部内。因而，各主fpc4、5能够在环状空间部内顺畅地滑动。

在第一保持构件18配备有保持第一副fpc6的第二配线部6b的第二保持部18b。在第二保持部18b上载置有转子侧引线块7，从而将第二配线部6b的连接焊盘17夹持在第二保持部18b与转子侧引线块7之间而进行保持。由此，图6所示的第一副fpc6的连接焊盘17与外部连接端子7a稳定地连接。

第一保持构件18具备保持第一副fpc6的第三配线部6c的第三保持部18c。

如图10所示，在第一保持构件18的第一保持部18a形成有钩部19，该钩部19卡止于在转子2的内筒部2c形成的安装部(图示省略)。另外，在第一保持构件18的第二保持部18b形成有钩部20、20，该钩部20、20卡止于在转子2的上方凸缘部2a形成的安装部(图示省略)。

在第一保持构件18的第一保持部18a中的安装有第一副fpc6的第一配线部6a的面，突出设置有用于对第一配线部6a以及重合安装于第一配线部6a的各主fpc4、5的一端部4a、5a进行定位的多个定位用铆接销21。如图7以及图8所示，在第一副fpc6的第一配线部6a以及各主fpc4、5的一端部4a、5a形成有插于定位用铆接销21的多个销插入孔22。

接着，对各主fpc4、5的各一端部4a、5a与第一副fpc6以及第一保持构件18的安装方法进行说明。

首先，利用回流等工序将转子侧引线块7焊料连接于图6所示的第一副fpc6的第二配线部6b的连接焊盘17。接下来，以在第一副fpc6的第一配线部6a形成的连接端子16朝向正面侧的方式将第一副fpc6配置在第一保持构件18上。

接下来，将图8所示的在第一副fpc6的第一配线部6a形成的销插入孔22插于在第一保持部18a形成的定位用铆接销21，同时将第一配线部6a向第一保持部18a按压。由此，第一配线部6a被定位于第一保持部18a的规定的位置。

接下来，以图7所示的各主fpc4、5的各一端部4a、5a的连接端子10、11露出的面朝向背面侧的方式将各主fpc4、5的各一端部4a、5a配置在图6所示的第一配线部6a上。

接下来，将在各主fpc4、5的各一端部4a、5a形成的销插入孔22插于定位用铆接销21，同时将各主fpc4、5的各一端部4a、5a向第一配线部6a按压。此时，各连接端子10、11与各配线部6a的各连接端子16借助焊料而重合。

接下来，对从各主fpc4、5的各一端部4a、5a的表面突出的图10所示的第一保持构件18的定位用铆接销21的前端进行铆接加工。

由此，各主fpc4、5的各一端部4a、5a与第一配线部6a在图10所示的第一保持部18a上重合并被定位保持为一体。在该状态下焊料被加热工具等加热后冷却，从而各连接端子进行机械连接以及电连接。

接下来，将各主fpc4、5的一端部4a、5a的表面与第一保持构件18的第二保持部18b上的转子侧引线块7一起向转子2的内筒部2c的外周按压，利用卡扣机构使各钩部19、20卡止(结合)于在转子2设置的安装部。此时转子侧引线块7插于转子2的引线块插入孔2al并以配合状态保持外周。这样，通过将第一保持构件18安装于转子2的内筒部2c的外周，能够将各主fpc4、5的各一端部4a、5a与第一副fpc6安装于转子2的规定的位置。

图11是第二副fpc8的周边的局部放大图。

如图11所示，第一主fpc4的另一端部4b与第二主fpc5的另一端部5b安装于第二副柔性印刷配线基板(以下，称为第二副fpc)8。并且，第二副fpc8安装于图2以及图3所示的具备多个外部连接端子9a的定子侧引线块9。

定子侧引线块9经由在定子3的外筒部3a开口而形成的引线块插入孔(图示省略)装入在定子3的外筒部3a的外周突出设置的定子侧连接部3b。

(第二副fpc)

如图11所示，在第一主fpc4的另一端部4b排列配置有与带状导体40连接且由金属构成的多个连接端子12，该多个连接端子12重合安装于第二副fpc8的第一配线部8a上。另外，在第二主fpc5的另一端部5b排列配置有与带状导体40连接且由金属构成的多个连接端子13，该多个连接端子13重合安装于第二副fpc8的第二配线部8b。需要说明的是，第一配线部8a和第二配线部8b相连设置。

第二副fpc8具有耐热性，通过将由铜箔等构成的多个导体26排列配置在由聚酰亚胺等构成的具有透射性的片状的绝缘膜25上而成。

第二副fpc8具备分别安装有两个定子侧引线块9的第三配线部8c和第四配线部8d。

在第三配线部8c和第四配线部8d形成有连接焊盘(未图示)，在该连接焊盘连接有定子侧引线块9的外部连接端子9a。

在第一配线部8a沿各主fpc4、5的长度方向排列配置有多个连接端子27。在第二配线部8b也沿各主fpc4、5的长度方向上排列配置有多个连接端子27。

(第二保持构件)

旋转连接器1具备用于对各主fpc4、5的各另一端部4b、5b与第二副fpc8的第一配线部8a和第二配线部8b进行定位保持的第二保持构件28。第二保持构件28安装于定子3的外筒部3a的外周。第二保持构件28由合成树脂成形为平板状。

在第二保持构件28中的安装有第二副fpc8的第一配线部8a以及第二配线部8b的面，突出设置有用于对第二副fpc8的各配线部8a、8b以及安装于各配线部8a、8b上的各主fpc4、5的各另一端部4b、5b进行定位的多个定位用铆接销30。在第二副fpc8的各配线部8a、8b以及各主fpc4、5的各另一端部4b、5b形成有插于定位用铆接销30的销插入孔31。

如以上说明那样，在旋转连接器1中，使用具备连接焊盘17的第一剐fpc6以及第二副fpc8，且将多个外部连接端子7a、9a保持为一体，并且使用分别固定于转子2以及定子3的转子侧引线块7以及定子侧引线块9。由此，通过回流等工序利用焊料将外部连接端子7a、9a连接，从而能够将第一副fpc6以及第二副fpc8与外部连接端子7a、9a稳定地连接。因而，在制造工序中能够利用通常的焊接将第一副fpc6以及第二副fpc8与外部连接端子7a、9a连接，由此组装变得容易。即，无需如以往那样进行点焊。

在旋转连接器1中具备分别设置于转子2以及定子3的转子侧连接部2b以及定子侧连接部3b，转子侧连接部2b以及定子侧连接部3b固定且收容转子侧引线块7以及定子侧引线块9，且在与该引线块的外部连接端子7a、9a对置的位置具备开口部2b1、3b1。因而，能够以可经由开口部2b1、3b1从旋转连接器1的外部连接的方式将转子侧引线块7以及定子侧引线块9稳定地固定于转子2以及定子3。

另外，在旋转连接器1中具有第一保持构件18，该第一保持构件18将第一副fpc6的包括连接焊盘17在内的区域夹持在第一保持构件18与转子侧引线块7之间而进行保持。由此，即使利用焊料将外部连接端子7a与第一保持构件18连接，也能够使连接焊盘17与外部连接端子7a之间的连接状态稳定。

另外，在旋转连接器1中，将各主fpc4、5的一端部4a、5a的表面与转子侧引线块7一起向转子2的内筒部2c的外周按压，利用卡扣机构使各钩部19、20卡止(结合)于在转子2设置的安装部，所述转子侧引线块7焊料连接于位于第一保持构件18的第二保持部18b上的第一副fpc6的连接焊盘17。这样，通过将第一保持构件18安装于转子2的内筒部2c的外周，能够利用简单的作业将各主fpc4、5的各一端部4a、5a与第一副fpc6安装于转子2的规定的位置。

另外，如图10所示，在第一保持构件18中，第一保持部18a与第二保持部18b形成为一体，所述第一保持部18a在转子2与定子3之间的环状空间内对第一主fpc4以及第二主fpc5进行定位并固定，所述第二保持部18b将图6所示的第一副fpc6的包括连接焊盘17在内的区域夹持在第二保持部18b与转子侧引线块7之间而进行保持。因此，无需增加部件数量，能够使组装性良好。

在旋转连接器1中，设置有收容于上述环状空间内的第一主fpc4及第二主fpc5、以及在与该主fpc的长度方向正交的方向上延伸的第一副fpc6。由此，能够提高设计的自由度。

另外，在旋转连接器1中，能够将两张主fpc4、5的一端部4a、5a安装于一张第一副fpc6，并且能够将两张主fpc4、5的另一端部4b、5b安装于一张第二副fpc8，因此能够减少部件数量，能够实现部件成本的降低。

另外，在主fpc4、5与各副fpc6、8的利用加热工具等的加热工序的连接作业中，在将主fpc4、5与各副fpc6、8设置于夹具的情况下，能够分别一次将主fpc4、5与各副fpc6、8设置于夹具，因此组装性也良好。

需要说明的是，在本实施方式中对使用了两张主fpc4、5的例子进行了说明，但本发明也适于使用一张主fpc，还适于使用三张以上的多张主fpc。

本发明并不限于上述的实施方式。即，在本发明的技术范围或其等同范围内，本领域技术人员可以对上述的实施方式的构成要素进行各种变更、组合、子组合和替代。

产业上的可利用性

本发明能够适用于在环状的定子与旋转自如地组装于环状的定子的转子之间传递电信号的旋转连接器。

附图标记说明

1…旋转连接器

2…转子

2b…转子侧连接部

3…定子

3b…定子侧连接部

4、51…第一主fpc

5、52…第二主fpc

6…第一副fpc

8…第二剐fpc

7…转子侧引线块

9…定子侧引线块

7a、9a…外部连接端子

10、11…连接端子

16、27…连接端子

17…连接焊盘

18…第一保持构件

18a…第一保持部

18b…第二保持部

18c…第三保持部

28…第二保持构件

21、30…定位用铆接销

22、31…销插入孔。