JP2007141668A - ロータリコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】部材の誤差を吸収することができ、リング状接続端子を介したリング状内側端子とリング状外側端子との電気的接続が瞬間的にも切断されることがない、電気的接続の信頼性が高く、構造が簡素で、コストが低く、適用範囲の広いようにする。
【解決手段】相互に回転する二つの接続対象部材の配線を電気的に接続するロータリコネクタであって、円形の内周面を備え、一方の接続対象部材の配線に接続されたリング状外側端子と、該リング状外側端子の内周面と同心円をなす円形の外周面を備え、他方の接続対象部材の配線に接続されたリング状内側端子と、前記リング状外側端子とリング状内側端子とを電気的に接続する回転可能なリング状接続端子とを有し、該リング状接続端子は、半径方向に弾性的に変形し、その外周部が前記リング状外側端子の内周面及びリング状内側端子の外周面に当接する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータリコネクタに関するものである。

従来、相互に回転する部材間で電力線、信号線等を電気的に接続するためにロータリコネクタが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。このようなロータリコネクタは、部材間の回転角度に拘（かか）わらず、電気的な接続を維持することができる。

図１３は従来のロータリコネクタの主要部の平面図である。

図において、３０１は導電性金属から成る内側リングであり、ロータリコネクタが取付けられる一方の部材が備える配線の１本に接続されている。また、３０２は導電性金属から成る外側リングであり、ロータリコネクタが取付けられる他方の部材が備える配線の１本に接続されている。この場合、前記内側リング３０１及び外側リング３０２は同心円を構成するように配設され、前記一方の部材及び他方の部材は、内側リング３０１及び外側リング３０２の中心軸を中心として相対的に回転する。

また、内側リング３０１及び外側リング３０２の間には、円環状のリテーナ３０３が内側リング３０１及び外側リング３０２に対して回転可能に配設され、前記リテーナ３０３に導電性金属から成る車輪３０４が取付けられている。該車輪３０４は、３ヶ所において、取付軸３０５を介して、リテーナ３０３に対して回転可能に取付けられている。

そして、前記車輪３０４は、内側リング３０１及び外側リング３０２が相対的に回転すると、内側リング３０１の外周面及び外側リング３０２の内周面に沿って転動する。これにより、前記車輪３０４は、相対的に回転する内側リング３０１と外側リング３０２とを回転角度に拘わらず電気的に接続することができる。
特開平５−８２２２３号公報

しかしながら、前記従来のロータリコネクタにおいては、車輪３０４が剛体であり、半径方向に変形しないので、内側リング３０１と外側リング３０２との電気的接続が瞬間的に切断してしまうことがある。理論上は、内側リング３０１の外周の半径と外側リング３０２の内周の半径との差分に等しい直径を備える車輪３０４が、内側リング３０１の外周と外側リング３０２の内周との間に等間隔で３ヶ所に転動可能に配設されているならば、内側リング３０１と外側リング３０２とは、車輪３０４を介して常に電気的接続されることとなる。しかし、実際上は、内側リング３０１、外側リング３０２及び車輪３０４の製造上及び組立上の寸法誤差によって、内側リング３０１、外側リング３０２及び車輪３０４の間にがたつきが発生してしまう。そのため、ロータリコネクタの使用中に、瞬間的にではあっても、すべての車輪３０４が内側リング３０１の外周面又は外側リング３０２の内周面と離れてしまい、電気的接続が切断されてしまうことがある。

そこで、特許文献１に記載のロータリコネクタにおいては、電気的接続の信頼性を高めるために、車輪３０４の最外周のフランジ部分が両側から内側リング３０１及び外側リング３０２の側面を挟込むようにして、内側リング３０１及び外側リング３０２の側面に摺（しゅう）接するようになっている。しかし、車輪３０４のフランジ部分が両側から内側リング３０１及び外側リング３０２の側面に摺接するので、内側リング３０１と外側リング３０２とが相対的に回転する際の抵抗が大きくなってしまう。また、車輪３０４のフランジ部分や、内側リング３０１及び外側リング３０２の側面が摩滅してしまい、長期間使用すると、接触不良が発生してしまう。

本発明は、前記従来のロータリコネクタの問題点を解決して、リング状内側端子の外周部とリング状外側端子の内周部とに当接するリング状接続端子を半径方向に弾性的に変形することができるようにして、部材の誤差を吸収することができ、リング状接続端子を介したリング状内側端子とリング状外側端子との電気的接続が瞬間的にも切断されることがない、電気的接続の信頼性が高く、構造が簡素で、コストが低く、適用範囲の広いロータリコネクタを提供することを目的とする。

そのために、本発明のロータリコネクタにおいては、相互に回転する２つの接続対象部材の配線を電気的に接続するロータリコネクタであって、円形の内周部を備え、一方の接続対象部材の配線に接続されたリング状外側端子と、該リング状外側端子の内周部と同心円をなす円形の外周部を備え、他方の接続対象部材の配線に接続されたリング状内側端子と、前記リング状外側端子とリング状内側端子とを電気的に接続する回転可能なリング状接続端子とを有し、該リング状接続端子は、半径方向に弾性的に変形し、その外周部が前記リング状外側端子の内周部及びリング状内側端子の外周部に当接する。

本発明の他のロータリコネクタにおいては、さらに、前記リング状接続端子は、前記リング状外側端子とリング状内側端子とが相対的に回転すると、前記リング状外側端子の内周部及びリング状内側端子の外周部上を半径方向に弾性的に変形しながら転動する。

本発明の更に他のロータリコネクタにおいては、さらに、前記リング状接続端子は、前記リング状外側端子及びリング状内側端子の軸と平行に延在する棒状軸受部材の周囲に回転可能に、かつ、半径方向に弾性的に変形可能に取付けられる。

本発明の更に他のロータリコネクタにおいては、さらに、前記リング状接続端子は、前記リング状外側端子及びリング状内側端子と交互に積層される絶縁体によって前記軸方向に位置決めされる。

本発明の更に他のロータリコネクタにおいては、さらに、前記リング状外側端子は、該リング状外側端子の内周部より径の小さな内周部を備えるリング状外側絶縁体と交互に積層され、前記リング状内側端子は、該リング状内側端子の外周部より径の大きな外周部を備えるリング状内側絶縁体と交互に積層され、前記リング状接続端子は、前記リング状外側絶縁体及びリング状内側絶縁体によって前記軸方向に位置決めされる。

本発明の更に他のロータリコネクタにおいては、さらに、前記リング状外側端子及びリング状内側端子は、リング状外側端子の内周部より径の大きな外周部、リング状内側端子の外周部より径の小さな内周部、及び、前記棒状軸受部材が挿入される開口を備えるリング状中間絶縁体と交互に積層され、前記リング状接続端子は、前記開口の端部で支持され、前記リング状中間絶縁体によって前記軸方向に位置決めされる。

本発明によれば、ロータリコネクタは、リング状内側端子の外周部とリング状外側端子の内周部とに当接するリング状接続端子が、半径方向に弾性的に変形することができるようになっている。そのため、部材の誤差を吸収することができ、リング状接続端子を介したリング状内側端子とリング状外側端子との電気的接続が瞬間的にも切断されることがない、電気的接続の信頼性が高く、構造が簡素で、コストが低く、適用範囲の広いロータリコネクタを得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの内部を示す斜視図、図２は本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの斜視図、図３は本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの横断面図、図４は本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの側断面図、図５は本発明の実施の形態におけるロータリコネクタのリング状内側端子の平面図、図６は本発明の実施の形態におけるロータリコネクタのリング状外側端子の平面図、図７は本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの内側リング状スペーサの平面図、図８は本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの外側リング状スペーサの平面図である。

図において、１０は本実施の形態におけるロータリコネクタであり、相互に回転する接続対象部材間で電力線、信号線等の配線を電気的に接続するために使用される。前記相互に回転する接続対象部材は、いかなる種類の装置における部材であってもよいし、いかなる大きさの部材であってもよい。例えば、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、デジタルカメラ、ビデオカメラ、音楽プレーヤ、携帯用ゲーム機等の小型の電子機器においてヒンジ部材等によって回転可能に連結される本体部及びディスプレイ部であってもよい。また、自動車のステアリングホイールと、該ステアリングホイールを回転可能に支持するステアリングコラムであってもよい。さらに、組立ロボット、工作機械等の大型装置における回転部材及びその支持部材であってもよい。

なお、本実施の形態において、ロータリコネクタ１０の各部の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、ロータリコネクタ１０が図に示される姿勢である場合に適切であるが、ロータリコネクタ１０の姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。

そして、前記ロータリコネクタ１０は、図２に示されるように、合成樹脂等の絶縁性材料によって形成され、一方の部材に取付けられるカバー１１を有する。該カバー１１は、略円筒形であり、ロータリコネクタ１０の軸方向に関する中心部の両側から外方へ延在する翼状の取付部１２を備える。該取付部１２は、カバー１１を前記一方の接続対象部材に取付けるためのものであるが、その形状や部位は適宜変更することができ、さらに、省略することもできる。そして、前記カバー１１及び取付部１２は、ロータリコネクタ１０の軸方向に関する中心部で前後に分割されており、前方カバー１１ｂ及び後方カバー１１ａ並びに前方取付部１２ｂ及び後方取付部１２ａから成る。

ここで、前記ロータリコネクタ１０は、図１に示されるように、カバー１１の内部に配設された複数のリング状外側端子３１を有する。該リング状外側端子３１は、円形の内周部としての内周面、及び、カバー１１の下面から下方に突出する接続脚３４を備える。そして、該接続脚３４の下端は、前記一方の接続対象部材が備える図示されない回路基板等の表面に形成された接続パッドにはんだ付等の接続手段によって接続される。これにより、前記リング状外側端子３１は、前記一方の接続対象部材が備える回路基板等の備える配線に電気的に接続される。

また、前記ロータリコネクタ１０は、図２及び４に示されるように、合成樹脂等の絶縁性材料によって形成され、他方の接続対象部材に取付けられる前方シャフト１５ｂ及び後方シャフト１５ａを有する。前記前方シャフト１５ｂ及び後方シャフト１５ａは、前方カバー１１ｂの開口１４ｂ及び後方カバー１１ａの開口１４ａから、各々、前方及び後方に突出するように配設される。

さらに、前記ロータリコネクタ１０は、図１に示されるように、カバー１１の内部においてリング状外側端子３１の内側に回転可能に配設された複数のリング状内側端子２１を有する。ここで、該リング状内側端子２１は、円形の外周部としての外周面を備え、該円形の外周面がリング状外側端子３１の円形の内周面と同心円をなすように配設されている。そして、前記前方シャフト１５ｂ及び後方シャフト１５ａは、前方フランジ１７ｂ及び後方フランジ１７ａを備え、前記前方フランジ１７ｂ及び後方フランジ１７ａがリング状内側端子２１とともに回転するように取付けられている。さらに、前記前方シャフト１５ｂ及び後方シャフト１５ａは、前記他方の接続対象部材が備える図示されない回路基板等を収容するための前方凹部１６ｂ及び後方凹部１６ａを備え、リング状内側端子２１の接続脚２４の先端が、前記前方凹部１６ｂ及び後方凹部１６ａに収容された回路基板等の表面に形成された接続パッドにはんだ付等の接続手段によって接続される。これにより、前記リング状内側端子２１は、前記他方の接続対象部材が備える回路基板等の備える配線に電気的に接続される。なお、前記前方シャフト１５ｂ及び後方シャフト１５ａ、前方凹部１６ｂ及び後方凹部１６ａ並びに前方フランジ１７ｂ及び後方フランジ１７ａを統合的に説明する場合には、シャフト１５、凹部１６及びフランジ１７として説明する。

ここで、リング状外側端子３１は、図６に示されるように、中央に円形の穴部３２を備える環状の導電性金属板から成る。なお、前記穴部３２の周面がリング状外側端子３１の内周面に相当する。さらに、リング状外側端子３１は、図における下方に突出する２本の接続脚３４を備える。なお、該接続脚３４の数は、任意に設定することができ、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。また、リング状外側端子３１の外周面には、係合凹部３３が３つ形成されている。該係合凹部３３は、図３に示されるように、リング状外側端子３１が後方カバー１１ａの内部に配設された際に該後方カバー１１ａの内周面から突出する係合凸部１３と係合し、後方カバー１１ａに対するリング状外側端子３１の回転を防止する。すなわち、該リング状外側端子３１の回り止めとして機能する。なお、係合凹部３３及び係合凸部１３の数及び配置は、任意に設定することができる。また、前記前方カバー１１ｂも、前記係合凸部１３と同様の図示されない係合凸部を備える。

そして、前記リング状外側端子３１は、図１に示されるように、複数枚が積層された状態でカバー１１内に配設される。この場合、隣接するリング状外側端子３１同士の間には、絶縁体としてのリング状外側絶縁体３６が介在し、隣接するリング状外側端子３１同士が導通することを防止する。前記リング状外側絶縁体３６は、絶縁性材料から成り、図８に示されるように、中央に円形の穴部３７を備える環状の板部材であり、外周面には係合凹部３８を備える。該係合凹部３８は、リング状外側端子３１の係合凹部３３と同様の位置に同様の寸法で形成され、後方カバー１１ａの係合凸部１３及び前方カバー１１ｂの係合凸部と係合して、リング状外側絶縁体３６の回転を防止する。

ここで、該リング状外側絶縁体３６は、外径がリング状外側端子３１の外径と等しく、内径がリング状外側端子３１の内径よりわずかに小さくなるように形成される。すなわち、リング状外側絶縁体３６の穴部３７の径は、リング状外側端子３１の穴部３２の径よりわずかに小さくなっている。そのため、図１に示されるように、リング状外側端子３１とリング状外側絶縁体３６とが交互に積重ねられるように積層された状態で、リング状外側絶縁体３６の内周端がリング状外側端子３１の内周端よりわずかに内方に突出し、リング状外側端子３１の内周面に当接するリング状接続端子４２の両側に位置し、該リング状接続端子４２のロータリコネクタ１０の軸方向に関する移動を規制する。すなわち、リング状接続端子４２のロータリコネクタ１０の軸方向に関する位置決部材として機能する。

また、リング状内側端子２１は、図５に示されるように、中央に半円形の穴部２２を備える環状の導電性金属板から成り、穴部２２内において、図５における下方に突出する１本の接続脚２４を備える。ここで、接続脚２４は突出部２４ａと接続端部２４ｂとを備え、接続端部２４ｂが穴部２２に配置された回路基板の接続パットに接続される。前述のように、この回路基板は前方凹部１６ｂ及び後方凹部１６ａに収容され、そこから接続対象の回路に繋がれる。このようにすれば、比較的簡単な構成でリング状内側端子２１から接続対象への回路を形成できる。なお、該接続脚２４の数は、任意に設定することができ、２本以上であってもよい。また、穴部２２の反対側には、円形の係合穴２３が２つ形成されている。該係合穴２３には、図１及び３に示されるように、絶縁性材料から成る円柱状の棒状軸受部材としてのシャフトベアリング４１が挿入されて係合する。該シャフトベアリング４１は、ロータリコネクタ１０の軸方向に延在し、その両端は、前方シャフト１５ｂの前方フランジ１７ｂ及び後方シャフト１５ａの後方フランジ１７ａに係合されている。そのため、リング状内側端子２１は、前方シャフト１５ｂ及び後方シャフト１５ａとともに回転する。

そして、前記リング状内側端子２１は、図１に示されるように、カバー１１内において、複数枚が積層された状態でリング状外側端子３１の穴部３２及びリング状外側絶縁体３６の穴部３７によって形成される円筒状の空間内に配設される。この場合、隣接するリング状内側端子２１同士の間には、絶縁体としてのリング状内側絶縁体２６が介在し、隣接するリング状内側端子２１同士が導通することを防止する。前記リング状内側絶縁体２６は、絶縁性材料から成り、図７に示されるように、中央に半円形の穴部２７を備える環状の板部材であり、穴部２７の反対側には、円形の係合穴２８を備える。該係合穴２８は、リング状内側端子２１の係合穴２３と同様の位置に同様の寸法で形成され、シャフトベアリング４１が挿入されて係合する。これにより、リング状内側絶縁体２６は、リング状内側端子２１と積層された状態で、前方シャフト１５ｂ及び後方シャフト１５ａとともに回転する。

ここで、前記リング状内側絶縁体２６は、外径がリング状内側端子２１の外径よりわずかに大きくなるように形成される。すなわち、リング状外側絶縁体３６の穴部３７の径は、リング状外側端子３１の穴部３２の径よりわずかに小さくなっている。そのため、図１に示されるように、リング状内側端子２１とリング状内側絶縁体２６とが交互に積重ねられるように積層された状態で、リング状内側絶縁体２６の外周端がリング状内側端子２１の外周端よりわずかに外方に突出し、リング状内側端子２１の外周面に当接するリング状接続端子４２の両側に位置し、該リング状接続端子４２のロータリコネクタ１０の軸方向に関する移動を規制する。すなわち、リング状接続端子４２のロータリコネクタ１０の軸方向に関する位置決部材として機能する。

なお、図１に示されるように、リング状外側端子３１及びリング状外側絶縁体３６並びにリング状内側端子２１及びリング状内側絶縁体２６をカバー１１内に配設した状態では、ロータリコネクタ１０の軸方向に関し、リング状外側端子３１とリング状内側端子２１との位置が対応し、リング状外側絶縁体３６とリング状内側絶縁体２６との位置が対応する。すなわち、リング状外側端子３１とリング状内側端子２１とが互いに向い合い、リング状外側絶縁体３６とリング状内側絶縁体２６とが互いに向い合う位置関係となる。そして、互いに向い合うリング状外側端子３１とリング状内側端子２１との間にリング状接続端子４２が配設される。

ここで、該リング状接続端子４２は、弾性を有する導電性金属から成るリング状の部材であり、半径方向に弾性的に変形することができる。すなわち、半径方向の外力を受けると半径方向に撓（たわ）み、外力が消滅すると元の形状に復帰する。そのため、前記リング状接続端子４２は、半径方向の肉厚が薄いものであり、かつ、継ぎ目のないリングであることが望ましく、例えば、薄肉のシームレス金属パイプを輪切りにすることによって、製造することができる。例えば、ロータリコネクタ１０が携帯電話機のような小型の電子機器に使用される場合、リング状接続端子４２は、外形が０．５〔ｍｍ〕程度で、肉厚が０．０１〔ｍｍ〕程度の寸法を有するものとなる。このような小径で薄肉の金属パイプ又は金属リングは、例えば、電鋳によって製造することができる。

そして、リング状接続端子４２は、例えばパイプ状の接続端子ではそのパイプ外周面がリング状外側端子３１の内周面とリング状内側端子２１の外周面とに当接するように配設される。この場合、リング状接続端子４２の外径は、リング状外側端子３１の内周面とリング状内側端子２１の外周面との間隔より大きくなるように設定されている。すなわち、リング状外側端子３１の穴部３２の内径とリング状内側端子２１の外径との差分の２分の１以上の寸法になっている。そのため、リング状接続端子４２は、リング状外側端子３１の内周面とリング状内側端子２１の外周面とによって半径方向の外力を受けて半径方向に撓んだ状態になっている。そして、リング状外側端子３１とリング状内側端子２１とが相対的に回転すると、リング状接続端子４２は、リング状外側端子３１の内周面上及びリング状内側端子２１の外周面上を転動する。

なお、リング状外側端子３１の内周面とリング状内側端子２１の外周面との間隔が基準値より短くなった場合、リング状接続端子４２は、撓み量が大きくなってリング状外側端子３１の内周面及びリング状内側端子２１の外周面との当接を維持し、前記間隔が基準値より長くなった場合、リング状接続端子４２は、撓み量が小さくなってリング状外側端子３１の内周面及びリング状内側端子２１の外周面との当接を維持する。このように、リング状接続端子４２が半径方向に弾性的に変形することができるので、リング状接続端子４２を介してのリング状外側端子３１とリング状内側端子２１との電気的接続は、リング状外側端子３１の内周面とリング状内側端子２１の外周面との間隔に変動があっても、確実に維持される。

また、リング状外側端子３１の内周面とリング状内側端子２１の外周面との間には、複数本、例えば、６本のシャフトベアリング４１が等間隔で配設されている。なお、該シャフトベアリング４１は、図４に示されるように、両端が前方カバー１１ｂ及び後方カバー１１ａ内に装着されたリング状のベアリングスリーブ４５に取付けられる。これにより、各シャフトベアリング４１の相互の位置関係は一定に保持される。そして、いくつか、例えば、３本のシャフトベアリング４１の周囲には、リング状接続端子４２が緩やかに取付けられている。そのため、リング状接続端子４２は、シャフトベアリング４１の周囲を自由に回転することができ、かつ、前述のように、半径方向に弾性的に変形することができる。すなわち、シャフトベアリング４１の径は、リング状外側端子３１の内周面とリング状内側端子２１の外周面との間隔よりも小さく、かつ、リング状接続端子４２の径よりも小さくなっている。なお、リング状接続端子４２のロータリコネクタ１０の軸方向に関する位置は、リング状外側絶縁体３６の内周端及びリング状内側絶縁体２６の外周端によって拘束される。また、図示される例において、リング状接続端子４２は、３本のシャフトベアリング４１に取付けられているが、４本以上のシャフトベアリング４１に取付けられるようにしてもよい。この場合、リング状接続端子４２は、円周方向に等間隔で配設されることが望ましい。

なお、図示される例においては、リング状外側端子３１の内周面とリング状内側端子２１の外周面との間に配設されたシャフトベアリング４１と同様のものをリング状内側端子２１の係合穴２３に挿入するようになっているが、シャフトベアリング４１と相違する棒状部材をリング状内側端子２１の係合穴２３に挿入することもできる。また、リング状外側端子３１の内周面とリング状内側端子２１の外周面との間に配設されたシャフトベアリング４１はすべて同様のものであるが、リング状接続端子４２が取付けられていない箇所には、シャフトベアリング４１と相違する棒状部材を配設することもできる。

次に、前記ロータリコネクタ１０を組立てる工程について説明する。

図９は本発明の実施の形態におけるロータリコネクタを組立てる工程を示す第１の図、図１０は本発明の実施の形態におけるロータリコネクタを組立てる工程を示す第２の図、図１１は本発明の実施の形態におけるロータリコネクタを組立てる工程を示す第３の図である。

まず、図９（ａ）に示されるように、後方カバー１１ａ内にベアリングスリーブ４５が装着される。なお、該ベアリングスリーブ４５は、外周部に複数、例えば、６つの取付凹部４６を備え、該取付凹部４６の各々には、リング状外側端子３１の内周面とリング状内側端子２１の外周面との間に配設されるシャフトベアリング４１の端部が取付けられる。また、ベアリングスリーブ４５は、後方カバー１１ａの開口１４ａに一致する大きさの円形の穴部４７を備える。

続いて、図９（ｂ）に示されるように、後方シャフト１５ａが後方カバー１１ａに取付けられる。この場合、後方フランジ１７ａがベアリングスリーブ４５の内側（図９における手前側）の面に当接し、後方シャフト１５ａがベアリングスリーブ４５の穴部４７及び後方カバー１１ａの開口１４ａを通って後方カバー１１ａの外側（図９における奥側）に突出するように取付けられる。なお、後方フランジ１７ａには、リング状内側端子２１の係合穴２３に挿入されるシャフトベアリング４１の端部が取付けられる取付穴１８が形成されている。

続いて、図９（ｃ）に示されるように、後方カバー１１ａ内に１番目のリング状外側絶縁体３６が装着される。この場合、該リング状外側絶縁体３６の外周部に形成された係合凹部３８が後方カバー１１ａの内周面に形成された係合凸部１３と係合するように、リング状外側絶縁体３６の向きが調整される。

続いて、図９（ｄ）に示されるように、後方カバー１１ａ内にシャフトベアリング４１が装着される。この場合、該シャフトベアリング４１の端部がベアリングスリーブ４５の取付凹部４６及び後方フランジ１７ａの取付穴１８に取付けられる。

続いて、図１０（ａ）に示されるように、後方カバー１１ａ内に１番目のリング状外側端子３１が装着される。この場合、該リング状外側端子３１はリング状外側絶縁体３６に重ねられ、かつ、リング状外側端子３１の外周部に形成された接続脚３４が後方カバー１１ａの下面から下方に突出し、係合凹部３３が後方カバー１１ａの内周面に形成された係合凸部１３と係合するように、リング状外側端子３１の向きが調整される。

続いて、図１０（ｂ）に示されるように、１番目のリング状接続端子４２が装着される。この場合、該リング状接続端子４２は、３本のシャフトベアリング４１に取付けられ、リング状外側端子３１の内周面に当接するように調整される。

続いて、図１０（ｃ）に示されるように、後方カバー１１ａ内に１番目のリング状内側端子２１が装着される。この場合、リング状内側端子３１は後方フランジ１７ａに重ねられ、かつ、リング状内側端子３１の係合穴２３に後方フランジ１７ａの取付穴１８に取付けられたシャフトベアリング４１が挿入されるように、リング状内側端子２１の向きが調整される。また、リング状接続端子４２は、リング状内側端子２１を取付ける際径方向に小さくなるよう弾性変形させる等、リング状内側端子２１の外周面に当接するように調整される。

続いて、図１０（ｄ）に示されるように、後方カバー１１ａ内に２番目のリング状外側絶縁体３６及び１番目のリング状内側絶縁体２６が装着される。この場合、リング状外側絶縁体３６はリング状外側端子３１に重ねられ、その他の点は、図９（ｃ）に示される工程と同様にして装着される。また、リング状内側絶縁体２６は、リング状内側端子３１に重ねられ、かつ、リング状内側絶縁体２６の係合穴２８に後方フランジ１７ａの取付穴１８に取付けられたシャフトベアリング４１が挿入されるように、リング状内側絶縁体２６の向きが調整される。

続いて、図１１（ａ）に示されるように、後方カバー１１ａ内に２番目のリング状外側端子３１が装着される。この場合、該リング状外側端子３１は、図１０（ａ）に示される工程と同様にして装着される。

続いて、図１１（ｂ）に示されるように、シャフトベアリング４１に２番目のリング状接続端子４２が取付けられ、後方カバー１１ａ内に２番目のリング状内側端子２１及び３番目のリング状外側絶縁体３６が装着される。この場合、リング状接続端子４２、リング状内側端子２１及びリング状外側絶縁体３６は、図１０（ｂ）〜（ｄ）に示される工程と同様にして装着される。

続いて、図１１（ａ）及び（ｂ）に示される工程を繰返すことによって、図１１（ｃ）に示されるように、所定の数のリング状外側端子３１とリング状外側絶縁体３６とが交互に積重ねられるように積層された状態となって装着され、また、所定の数のリング状内側端子２１とリング状内側絶縁体２６とが交互に積重ねられるように積層された状態となって装着され、さらに、所定の数のリング状接続端子４２が互いに向い合うリング状外側端子３１とリング状内側端子２１との間に配設されるように装着される。

続いて、図１１（ｄ）に示されるように、前方シャフト１５ｂが取付けられる。この場合、前方フランジ１７ｂがリング状内側端子２１に当接し、図示されない取付穴１８にリング状内側端子２１の係合穴２３に挿入されたシャフトベアリング４１の端部が取付けられる。

そして、最後に前方カバー１１ｂが取付けられ、図２に示されるようなロータリコネクタ１０を得ることができる。

このように、本実施の形態において、ロータリコネクタ１０は、円形の内周面を備え、一方の接続対象部材の配線に接続されたリング状外側端子３１と、該リング状外側端子３１の内周面と同心円をなす円形の外周面を備え、他方の接続対象部材の配線に接続されたリング状内側端子２１と、リング状外側端子３１とリング状内側端子２１とを電気的に接続する回転可能なリング状接続端子４２とを有し、該リング状接続端子４２は、半径方向に弾性的に変形してリング状外側端子３１の内周面及びリング状内側端子２１の外周面に当接するようになっている。そのため、ロータリコネクタ１０を構成する各部材に製造上又は組立上の誤差があっても、これらの誤差を吸収することができ、リング状接続端子４２を介したリング状内側端子２１とリング状外側端子３１との電気的接続が瞬間的にも切断することがない。そのため、電気的接続の信頼性が高く、構造が簡素で、コストが低く、適用範囲の広いロータリコネクタ１０を得ることができる。

また、リング状接続端子４２は、リング状外側端子３１とリング状内側端子２１とが相対的に回転すると、リング状外側端子３１の内周面及びリング状内側端子２１の外周面上を半径方向に弾性的に変形しながら転動する。そのため、リング状接続端子４２は、弾性的に変形することによって、誤差を吸収して、リング状内側端子２１とリング状外側端子３１との電気的接続を確実に維持するばかりでなく、リング状内側端子２１及びリング状外側端子３１と摺接することがないので、抵抗を軽減することができる。さらに、リング状接続端子４２がリング状内側端子２１及びリング状外側端子３１と摺接しないので、リング状接続端子４２、リング状内側端子２１及びリング状外側端子３１が摩滅してしまうことがない。

さらに、リング状接続端子４２は、リング状外側端子３１及びリング状内側端子２１の軸と平行に延在するシャフトベアリング４１の周囲に回転可能に、かつ、半径方向に弾性的に変形可能に取付けられている。さらに、リング状接続端子４２は、リング状外側絶縁体３６及びリング状内側絶縁体２６によって軸方向に位置決めされるようになっている。そのため、そのため、簡単な構造でリング状接続端子４２を保持することができ、ロータリコネクタ１０の構造を簡素化することでき、コストを低くすることができる。

なお、前記実施の形態においては、リング状外側絶縁体３６及びリング状内側絶縁体２６を積層するリング状外側端子３１とリング状内側端子２１との間に装着し、リング状接続端子４２を軸方向に位置決めする構成として用いた。これは、各絶縁体２６及び３６を用いることによりその間に環状の空間を形成し、シャフトベアリング４１に装着されたリング状接続端子４２が各々の相対的位置を保ったままリング状内側端子２１の周囲を転動できるようにするためである。

リング状接続端子４２がリング状内側端子２１の周囲を転動することで、リング状接続端子４２とリング状内側端子２１の外周及びリング状外側端子３１の内周が摺動することによる回転ロスを軽減することができる。

そのため、このような絶縁体として図１２のような構成のものも用いることができる。

図１２は変形例におけるリング状絶縁体の平面図である。

図１２に示すリング状絶縁体５０は、外周５１の半径がリング状外側端子３１の内周半径より大きく、かつ、係合凸部１３には接しない大きさで、内周５２の半径がリング状内側端子２１の外周半径より小さく、かつ、リング状内側端子２１に取付けられたシャフトベアリング４１や穴部２２へ収容される回路基板に当接しない大きさとする。

さらに、その環状部分５４にシャフトベアリング４１が差込まれる穴部５３がシャフトベアリング４１の位置に合わせて設けられている。

穴部５３の穴径はシャフトベアリング４１とほぼ同じでシャフトベアリング４１が貫通し、かつ、リング状接続端子４２の外径より小さくする。そうすると、リング状接続端子４２の端部が環状部分５４の面に支持されることになる。

このリング状絶縁体５０は積層する各接続端子を絶縁するとともにシャフトベアリング４１のリテーナ、すなわち、リング状接続端子４２がリング状内側端子２１の周囲を転動するときのリテーナとして用いることができる。このようにすると、絶縁部材として用いる部材の数を減らすことができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの内部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの斜視図である。 本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの横断面図である。 本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの側断面図である。 本発明の実施の形態におけるロータリコネクタのリング状内側端子の平面図である。 本発明の実施の形態におけるロータリコネクタのリング状外側端子の平面図である。 本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの内側リング状スペーサの平面図である。 本発明の実施の形態におけるロータリコネクタの外側リング状スペーサの平面図である。 本発明の実施の形態におけるロータリコネクタを組立てる工程を示す第１の図である。 本発明の実施の形態におけるロータリコネクタを組立てる工程を示す第２の図である。 本発明の実施の形態におけるロータリコネクタを組立てる工程を示す第３の図である。 変形例におけるリング状絶縁体の平面図である。 従来のロータリコネクタの主要部の平面図である。

符号の説明

１０ ロータリコネクタ
１１ カバー
１１ａ 後方カバー
１１ｂ 前方カバー
１２ 取付部
１２ａ 後方取付部
１２ｂ 前方取付部
１３ 係合凸部
１４ａ、１４ｂ 開口
１５ａ 後方シャフト
１５ｂ 前方シャフト
１６ａ 後方凹部
１６ｂ 前方凹部
１７ａ 後方フランジ
１７ｂ 前方フランジ
１８ 取付穴
２１ リング状内側端子
２２、２７、３２、３７、４７ 穴部
２３、２８ 係合穴
２４、３４ 接続脚
２６ リング状内側絶縁体
３１ リング状外側端子
３３、３８ 係合凹部
３６ リング状外側絶縁体
４１ シャフトベアリング
４２ リング状接続端子
４５ ベアリングスリーブ
４６ 取付凹部
３０１ 内側リング
３０２ 外側リング
３０３ リテーナ
３０４ 車輪
３０５ 取付軸

Claims (6)

1. （ａ）相互に回転する２つの接続対象部材の配線を電気的に接続するロータリコネクタ（１０）であって、
   （ｂ）円形の内周部を備え、一方の接続対象部材の配線に接続されたリング状外側端子（３１）と、
   （ｃ）該リング状外側端子（３１）の内周部と同心円をなす円形の外周部を備え、他方の接続対象部材の配線に接続されたリング状内側端子（２１）と、
   （ｄ）前記リング状外側端子（３１）とリング状内側端子（２１）とを電気的に接続する回転可能なリング状接続端子（４２）とを有し、
   （ｅ）該リング状接続端子（４２）は、半径方向に弾性的に変形し、その外周部が前記リング状外側端子（３１）の内周部及びリング状内側端子（２１）の外周部に当接することを特徴とするロータリコネクタ（１０）。
2. 前記リング状接続端子（４２）は、前記リング状外側端子（３１）とリング状内側端子（２１）とが相対的に回転すると、前記リング状外側端子（３１）の内周部及びリング状内側端子（２１）の外周部上を半径方向に弾性的に変形しながら転動する請求項１に記載のロータリコネクタ（１０）。
3. 前記リング状接続端子（４２）は、前記リング状外側端子（３１）及びリング状内側端子（２１）の軸と平行に延在する棒状軸受部材（４１）の周囲に回転可能に、かつ、半径方向に弾性的に変形可能に取付けられる請求項１に記載のロータリコネクタ（１０）。
4. 前記リング状接続端子（４２）は、前記リング状外側端子（３１）及びリング状内側端子（２１）と交互に積層される絶縁体（２６、３６、５０）によって前記軸方向に位置決めされる請求項３に記載のロータリコネクタ（１０）。
5. （ａ）前記リング状外側端子（３１）は、該リング状外側端子（３１）の内周部より径の小さな内周部を備えるリング状外側絶縁体（３６）と交互に積層され、
   （ｂ）前記リング状内側端子（２１）は、該リング状内側端子（２１）の外周部より径の大きな外周部を備えるリング状内側絶縁体（２６）と交互に積層され、
   （ｃ）前記リング状接続端子（４２）は、前記リング状外側絶縁体（３６）及びリング状内側絶縁体（２６）によって前記軸方向に位置決めされる請求項４に記載のロータリコネクタ（１０）。
6. （ａ）前記リング状外側端子（３１）及びリング状内側端子（２１）は、リング状外側端子（３１）の内周部より径の大きな外周部、リング状内側端子（２１）の外周部より径の小さな内周部、及び、前記棒状軸受部材（４１）が挿入される開口（５３）を備えるリング状中間絶縁体（５０）と交互に積層され、
   （ｂ）前記リング状接続端子（４２）は、前記開口（５３）の端部で支持され、前記リング状中間絶縁体（５０）によって前記軸方向に位置決めされる請求項４に記載のロータリコネクタ（１０）。
   
   

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