CN116472204A - 旋转连接器装置 - Google Patents
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Abstract
提供抑制装置的大型化、且同时能够可靠地谋求电磁噪声造成的电磁兼容性降低的抑制及阻抗的稳定化的旋转连接器装置。旋转连接器装置1具备：固定侧壳体10、相对于固定侧壳体10旋转自如的旋转侧壳体20、和多根扁平电缆30，扁平电缆30通过由绝缘材料覆盖导体而形成，以层叠的状态被收容在形成于固定侧壳体10与旋转侧壳体20之间的环状收容空间S中，其中，多根扁平电缆30之中，至少在包含第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的第一扁平电缆31、与同第一扁平电缆31邻接的第二扁平电缆32之间配设有屏蔽膜35。
Description
技术领域
本发明涉及被用作转向辊连接器的旋转连接器装置。
背景技术
已知以往的旋转连接器装置具备：固定侧构件、相对于固定侧构件旋转自如的旋转侧构件、和多根扁平电缆，前述扁平电缆通过由绝缘材料覆盖导体而形成，多根扁平电缆以层叠的状态被收容在形成于固定侧构件与旋转侧构件之间的环状收容空间中(例如，参见专利文献1)。
对于旋转连接器装置，要求抑制例如用于CAN(控制器局域网，Controller AreaNetwork)的多路高速通信时成为问题的电磁噪声导致的电磁兼容性的降低、通信电路用的导体阻抗的不稳定化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开2014/017649号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1的旋转连接器装置通过一体地形成具有通信电路用导体的扁平电缆和不具有导体的虚设扁平电缆(dummy flatcable)、并使虚设扁平电缆介在于邻接的具有导体的扁平电缆之间，从而抑制电磁噪声导致的电磁兼容性的降低、扁平电缆的通信电路用导体阻抗的不稳定化。因此，专利文献1的旋转连接器装置中多根扁平电缆的整体厚度方向的尺寸变大，可能会使得装置大型化。
本发明的目的在于提供能够抑制装置的大型化、且同时谋求电磁兼容性的降低、谋求阻抗的稳定化的旋转连接器装置。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的旋转连接器装置具备：固定侧构件、相对于前述固定侧构件旋转自如的旋转侧构件、和多根扁平电缆，前述扁平电缆通过由绝缘材料覆盖导体而形成，前述多根扁平电缆以层叠的状态被收容在形成于前述固定侧构件与前述旋转侧构件之间的环状收容空间中，其中，前述多根扁平电缆之中，至少在包含作为对象的导体的扁平电缆、与同前述包含作为对象的导体的扁平电缆邻接的扁平电缆之间配设有屏蔽膜。
另外，本发明所涉及的旋转连接器装置中，前述屏蔽膜与前述包含作为对象的导体的扁平电缆一体地形成。
另外，本发明所涉及的旋转连接器装置中，前述屏蔽膜配设于前述包含作为对象的导体的扁平电缆的宽度方向上的至少前述作为对象的导体所处的部分。
另外，本发明所涉及的旋转连接器装置中，前述屏蔽膜一体地形成于前述多根扁平电缆各自的一面侧。
另外，本发明所涉及的旋转连接器装置中，前述屏蔽膜通过使银蒸镀于树脂膜而形成。
发明效果
根据本发明，即使在收容空间中多根扁平电缆的层叠片数发生变化的情况下，也能够通过屏蔽膜使作为对象的导体的阻抗稳定，因此能够抑制装置的大型化、且同时谋求电磁兼容性、谋求阻抗的稳定化。
附图说明
[图1]为示出本发明的第一实施方式的旋转连接器装置的整体立体图。
[图2]为对示出本发明的第一实施方式的旋转连接器装置的内部结构进行说明的立体图。
[图3]为对示出本发明的第一实施方式的旋转连接器装置的内部结构进行说明的俯视图。
[图4]为示出本发明的第一实施方式的第一至第四扁平电缆的截面图。
[图5]为示出本发明的第一实施方式的第一扁平电缆的截面图。
[图6]为示出本发明的第二实施方式的第一至第四扁平电缆的截面图。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
图1至图5示出本发明的第一实施方式。图1为本发明的第一实施方式所涉及的旋转连接器装置的立体图，图2为对旋转连接器装置的内部进行说明的立体图，图3为对旋转连接器装置的内部进行说明的俯视图，图4为对图3的第一至第四扁平电缆进行说明的截面图，图5为对第一扁平电缆进行说明的截面图。
本实施方式的旋转连接器装置1作为在车辆主体侧的转向管柱与转向盘侧的操舵轴的连结部分设置的所谓转向辊连接器而使用。旋转连接器装置1构成用于在设于车辆主体侧的主ECU与设于转向盘侧的转向ECU之间传送电信号的通信电路的一部分，且同时构成用于在车辆主体侧与转向盘侧之间传送电力及电信号的其他导电电路的一部分，前述转向ECU用于控制配置于转向盘侧的电器件。此处，通信电路例如进行100Mbps以上的高速通信。
如图1所示，旋转连接器装置1具备：固定于转向管柱的作为固定侧构件的固定侧壳体10、固定于操舵轴并相对于固定侧壳体10旋转自如地设置的作为旋转侧构件的旋转侧壳体20、和收容在形成于固定侧壳体10与旋转侧壳体20之间的环状收容空间S中的多根扁平电缆30。
固定侧壳体10具有：设有可供操舵轴插通的开口的固定侧环部11、和自固定侧环部11的外周侧起垂直地延伸的圆筒状的外周圆筒部12。在外周圆筒部12的外周部设有：供多根扁平电缆30之中的一部分扁平电缆30的一端部连接的第一固定侧连接器13、和供其余扁平电缆30的一端部连接的第二固定侧连接器14。
旋转侧壳体20具有：以与固定侧环部11对置的方式配置并设有可供操舵轴插通的开口的旋转侧环部21、和以与外周圆筒部12对置的方式配置并自旋转侧环部21的内周侧起垂直地延伸的圆筒状的内周圆筒部22。在旋转侧环部21的外表面设有：供一端部连接于第一固定侧连接器13的一部分扁平电缆30的另一端部连接的第一旋转侧连接器23、和供一端部连接于第二固定侧连接器14的其余扁平电缆30的另一端部连接的第二旋转侧连接器24。
收容空间S通过由固定侧壳体10的固定侧环部11及外周圆筒部12、旋转侧壳体20的旋转侧环部21及内周圆筒部22进行划分而形成为环状。
多根扁平电缆30分别形成为具有相同宽度方向尺寸的带状。多根扁平电缆30各自以分体的形式形成，以可分离的叠合的状态收容于收容空间S。就多根扁平电缆30而言，如图2及图3所示，各自的一端部固定于外周圆筒部12，沿着外周圆筒部12的内周面朝向旋转侧壳体20的旋转方向的一侧卷绕，各自的中间部在外周圆筒部12与内周圆筒部22之间以形成U字状的方式折回并朝旋转方向的反向卷绕，各自的另一端部固定于内周圆筒部22。
如图4所示，多根扁平电缆30由第一至第四扁平电缆31、32、33、34(下文记作31～34)构成。第一至第四扁平电缆31～34分别是通过由绝缘材料31b、32b、33b、34b(下文记作31b～34b)覆盖在宽度方向隔开间隔配置的多个导体31a、32a、33a、34a(下文记作31a～34a)而形成为带状。
此处，收容在收容空间S的第一至第四扁平电缆31～34为在径向外侧从外周圆筒部12侧朝向内周圆筒部22侧以第一扁平电缆31、第二扁平电缆32、第三扁平电缆33、第四扁平电缆34的顺序可分离地层叠的状态。另外，收容在收容空间S的第一至第四扁平电缆31～34为在径向内侧从内周圆筒部22侧朝向外周圆筒部12侧以第一扁平电缆31、第二扁平电缆32、第三扁平电缆33、第四扁平电缆34的顺序可分离地层叠的状态。此外，如图3所示，收容在收容空间S的第一至第四扁平电缆31～34在各自的中间部形成伴随着旋转侧壳体20相对于固定侧壳体10的旋转而移动的U形转弯部31c、32c、33c、34c(下文记作31c～34c)。因此，U形转弯部31c～34c位于第一至第四扁平电缆31～34各自的长边方向的中央部时，允许旋转侧壳体20相对于固定侧壳体10分别沿一个方向及另一个方向旋转相同角度。
另外，第一至第四扁平电缆31～34之中，至少在包含作为对象的导体(后述第一及第二通信电路用导体)的第一扁平电缆31、与同第一扁平电缆31邻接的第二扁平电缆32之间配设有屏蔽膜35，前述屏蔽膜35具有阻断或吸收电磁波的性质，用于抑制电磁波对第一及第二通信电路用导体的影响。此处，作为对象的导体即第一及第二通信电路用导体是作为差动传输线使用的导体。
屏蔽膜35也可以配设于多根扁平电缆30之间。本实施方式中，屏蔽膜35仅配设于第二扁平电缆32与包含通信电路用导体的第一扁平电缆31之间。
另外，屏蔽膜35只要在第一扁平电缆31与第二扁平电缆32之间一体地形成于第一扁平电缆31或第二扁平电缆32中的任一者即可。本实施方式中，屏蔽膜35与第一扁平电缆31一体地形成。
此处，对于形成有屏蔽膜35的第一扁平电缆31详细地进行说明。
第一扁平电缆31中，作为多个导体31a，具有第一至第四导电电路用导体31a1、31a2、31a3、31a4(下文记作31a1～31a4)、第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6、第一接地用导体31a7及第二接地用导体31a8。如图5所示，在第一扁平电缆31，从宽度方向的左侧端部朝向右侧端部以第一导电电路用导体31a1、第一接地用导体31a7、第一通信电路用导体31a5、第二通信电路用导体31a6、第二接地用导体31a8、第二导电电路用导体31a2、第三导电电路用导体31a3、第四导电电路用导体31a4的顺序隔开间隔地配置。此处，就第一扁平电缆31而言，通过将第一接地用导体31a7及第二接地用导体31a8分别配设于第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的宽度方向外侧，由此形成高速通信用的GSSG结构。
第一至第四导电电路用导体31a1～31a4形成为宽度方向尺寸为0.8mm以上、厚度方向尺寸为35μm的截面矩形。另外，第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6、第一接地用导体31a7及第二接地用导体31a8各自形成为宽度方向尺寸为0.1mm、厚度方向尺寸为35μm的截面矩形。
就第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6以及第一接地用导体31a7及第二接地用导体31a8而言，以第一接地用导体31a7与第一通信电路用导体31a5的间隔、第一通信电路用导体31a5与第二通信电路用导体31a6的间隔、第二通信电路用导体31a6与第二接地用导体31a8的间隔各自为0.4mm以上1mm以下的方式配置。
第一扁平电缆31的多个导体31a的一个面(与第二扁平电缆32对置的面的相反面)侧被第一绝缘层31b1覆盖。第一绝缘层31b1包含厚度尺寸为12μm的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等树脂膜31b2、和厚度尺寸为20μm的粘接剂层31b3。
另外，第一扁平电缆31的多个导体31a的另一面(与第二扁平电缆对置的面)侧被第二绝缘层31b4覆盖。第二绝缘层31b4包含厚度尺寸为25μm的树脂膜31b5、和厚度尺寸为20μm的粘接剂层31b6。
此外，在第一扁平电缆31的第二绝缘层31b4的外表面(与第二扁平电缆32对置的面)配设有屏蔽膜35。
屏蔽膜35包含厚度尺寸为9μm的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等树脂膜35a、蒸镀于树脂膜35a的厚度尺寸为0.2μm的银膜35b、和厚度尺寸为20μm的粘接剂层35c。银膜35b只要在第一扁平电缆31的宽度方向上以与第一接地用导体31a7及第二接地用导体31a8的间隙相同的大小配设、并具有从第二扁平电缆32侧至少覆盖第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6整体的宽度尺寸即可。
就第一扁平电缆31而言，以使第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的阻抗成为90Ω以上110Ω以下的范围内的方式，设定第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的间隔、第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6与第一接地用导体31a7及第二接地用导体31a8的间隔、第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6与银膜35b的间隔。
在以上述方式构成的旋转连接器装置1中，多根扁平电缆30在收容于收容空间S的状态下，部分层叠的片数是不同的。例如，旋转侧壳体20相对于固定侧壳体10的旋转方向的位置在一方向侧端部与另一方向侧端部的中间位置的情况下，图3的部分a的层叠片数为4片。然而，图3的部分b较之部分a位于收容空间S的径向内侧，卷绕多根扁平电缆30的半径小于部分a，因此多根扁平电缆30的一部分被卷绕一圈以上，层叠片数为6片。此外，图3的部分c为第一扁平电缆31的U形转弯部31c，层叠片数为1片。
另外，收容空间S内的第一至第四扁平电缆31～34根据旋转侧壳体20相对于固定侧壳体10的旋转位置，在各部分中层叠片数发生变化。例如，图3中，若使旋转侧壳体20相对于固定侧壳体10顺时针旋转，则在径向外侧被卷绕的扁平电缆的层叠片数向增多的方向变化。另外，在径向内侧被卷绕的扁平电缆的层叠片数向减少的方向变化。此外，第一至第四扁平电缆31～34的一端部与另一端部之间的层叠片数为1片的部分在收容空间S内顺时针移动。
第一扁平电缆31的第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的阻抗伴随着电感及静电容量各自的变化而发生变化。若旋转侧壳体20相对于固定侧壳体10发生旋转，则第二至第四扁平电缆32、33、34相对于第一扁平电缆31靠近或远离，由此可成为第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的电感及静电容量发生变化的原因，但由于通过设于第一扁平电缆31的屏蔽膜35抑制了第二至第四扁平电缆32、33、34的电磁波的影响，因此能够使第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的阻抗稳定。
此处，作为验证屏蔽膜35的效果的试验，针对分别在1片第一扁平电缆31的情况、和相对第一扁平电缆31层叠有第二至第四扁平电缆32、33、34的情况下测定了第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的阻抗的结果进行说明。
1片第一扁平电缆31的情况、和相对第一扁平电缆31层叠有第二至第四扁平电缆32、33、34的情况下第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的阻抗降低了2Ω。
另一方面，从第一扁平电缆31中除去了屏蔽膜35时，1片第一扁平电缆31的情况、和相对第一扁平电缆31层叠有第二至第四扁平电缆32、33、34的情况下第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的阻抗降低了41Ω。
即，通过配设于第一扁平电缆31与第二扁平电缆32之间的屏蔽膜35，抑制第二至第四扁平电缆32、33、34的电磁波对第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的影响，第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的阻抗得以稳定。
如此，根据本实施方式的旋转连接器装置1，其具备：固定侧壳体10；相对于固定侧壳体10旋转自如的旋转侧壳体20；和多根扁平电缆30，其通过由绝缘材料覆盖导体而形成，以层叠的状态被收容在形成于固定侧壳体10与旋转侧壳体20之间的环状收容空间S中，其中，多根扁平电缆30之中，至少在包含第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的第一扁平电缆31、与同第一扁平电缆31邻接的第二扁平电缆32之间配设有屏蔽膜35。
如此，即使在收容空间S中多根扁平电缆30的层叠片数发生变化的情况下，也能够通过屏蔽膜35使第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的阻抗稳定，因此能够抑制装置的大型化、且同时谋求电磁兼容性、谋求阻抗的稳定化。此处，所谓电磁兼容性，是指从作为对象的电气设备放出的电磁干扰波不会对其他电气设备造成影响，且即使接收到从其他电气设备放出的电磁干扰波，作为对象的电气设备也不会受到影响的性质。
另外，优选屏蔽膜35与包含第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的第一扁平电缆31一体地形成。
由此，能够将第一扁平电缆31及屏蔽膜35制成一个部件，因此能够在减少部件件数的同时减少组装工时。
另外，优选屏蔽膜35配设于第一扁平电缆31的宽度方向上的至少第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6所处的部分。
由此，能够可靠地抑制第二至第四扁平电缆32、33、34的电磁波对第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的影响。
另外，优选屏蔽膜35通过使银蒸镀于树脂膜35a而形成。
由此，能够减小银膜35b的厚度尺寸，因此能够减小屏蔽膜35整体的厚度方向尺寸，能够抑制第一扁平电缆31的厚度方向的大型化。
＜第二实施方式＞
图6示出本发明的第二实施方式，是第一至第四扁平电缆的截面图。需要说明的是，与前述实施方式同样的构成部分标注相同的符号进行表示。
就本实施方式的旋转连接器装置1而言，在第一至第四扁平电缆31～34的各自的一个面设有屏蔽膜35。
就在以上述方式构成的旋转连接器装置1而言，层叠的第一至第四扁平电缆31～34之中，第二扁平电缆32的导体32a及第三扁平电缆33的导体33a在层叠方向的两侧配设有屏蔽膜35。
由此，可抑制电磁波对第二扁平电缆32的导体32a及第三扁平电缆33的导体33a的影响。
如此，根据本实施方式的旋转连接器装置1，与第一实施方式同样地，即使在收容空间S多根扁平电缆30的层叠片数发生变化的情况下，也能够通过屏蔽膜35使第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的阻抗稳定，因此能够抑制装置的大型化、且同时谋求电磁兼容性、谋求阻抗的稳定化。
另外，优选屏蔽膜35一体地形成于多根扁平电缆30各自的一面侧。
由此，能够提高抑制电磁波对在多根扁平电缆30的层叠方向的两侧配设有屏蔽膜35的导体32a、33a的影响的效果。能够进一步谋求电磁兼容性、谋求阻抗的稳定化。
需要说明的是，前述实施方式中，示出了将本发明的旋转连接器装置适用于转向辊连接器的情况，但并不限于此。本发明的旋转连接器装置能够适用于机械臂的关节部分等旋转机构。另外，本发明的旋转连接器装置具备：固定侧构件；相对于固定侧构件一边旋转一边移动的旋转移动侧构件；和一端部连接于固定侧构件、另一端部连接于旋转移动侧构件并卷绕于旋转移动侧构件的多根扁平电缆，可适用于需要在固定侧构件与旋转移动侧构件之间传送信号、电力的装置，例如车辆的滑动座椅、滑动门等。
另外，前述实施方式中，示出了使银蒸镀于树脂膜而形成了银膜的屏蔽膜，但并不限于此。只要能抑制电磁波对第一扁平电缆31的导体的影响，则例如可以代替银膜而在树脂膜上形成铜膜或铝膜从而构成屏蔽膜。
另外，前述实施方式中，示出了在位于扁平电缆30的层叠方向的端部的第一扁平电缆31配置了作为抑制电磁波的影响的对象的导体即第一通信电路用导体31a5及第二通信电路用导体31a6的情况，但并不限于此。作为抑制电磁波的影响的对象的导体，并非必须配置在位于层叠方向的端部的扁平电缆上，例如，在位于3根以上的扁平电缆的层叠方向的中间部的扁平电缆上配置作为对象的导体的情况下，也能适用本发明。该情况下，只要在位于中间部的配置有作为对象的导体的扁平电缆与、同层叠方向的两侧邻接的扁平电缆之间配设屏蔽膜即可。
附图标记说明
1 旋转连接器装置
10 固定侧壳体
20 旋转侧壳体
30 扁平电缆
31 第一扁平电缆
31a 导体
31a5第一通信电路用导体
31a6第二通信电路用导体
32 第二扁平电缆
32a 导体
33 第三扁平电缆
33a 导体
34 第四扁平电缆
34a 导体
35 屏蔽膜
35a 树脂膜
S 收容空间
Claims (5)
1.旋转连接器装置，其具备：固定侧构件、相对于所述固定侧构件旋转自如的旋转侧构件、和多根扁平电缆，所述扁平电缆通过由绝缘材料覆盖导体而形成，所述多根扁平电缆以层叠的状态被收容在形成于所述固定侧构件与所述旋转侧构件之间的环状收容空间中，
其中，所述多根扁平电缆之中，至少在包含作为对象的导体的扁平电缆、与同所述包含作为对象的导体的扁平电缆邻接的扁平电缆之间配设有屏蔽膜。
2.如权利要求1所述的旋转连接器装置，其中，
所述屏蔽膜与所述包含作为对象的导体的扁平电缆一体地形成。
3.如权利要求1或2所述的旋转连接器装置，其中，
所述屏蔽膜配设于所述包含作为对象的导体的扁平电缆的宽度方向上的至少所述作为对象的导体所处的部分。
4.如权利要求1所述的旋转连接器装置，其中，
所述屏蔽膜一体地形成于所述多根扁平电缆各自的一面侧。
5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转连接器装置，其中，
所述屏蔽膜通过使银蒸镀于树脂膜而形成。
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