JP2507798B2 - コネクタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転回数が限られ、相対的に回転する二部
材間を接続する帯状伝送線のコネクタ装置に関する。

（従来の技術） 限定された回転回数内で相対的に回転する回転部材と
固定部材との間で、電気信号あるいは電力を伝送する伝
送線のコネクタ装置として、例えば、スリップリングと
ブラシからなる摺動接触部を介して電気信号を伝送する
スリップリングタイプのコネクタ装置が知られている。

この装置は、安価であることから従来は広く使用され
ていたが、スリップリングとブラシの摺接により発生す
る金属粉に起因する短絡や、回転による衝動接触部の瞬
間的な断続が原因となって電気信号にノイズが入る等の
問題があった。

このため、かかる不都合のないコネクタ装置として無
接点の機構を採用したブラシレス電気信号伝達装置が使
用されるようになった。この装置は、ハウジング内に渦
巻き状に巻回して収容される伝送線の巻き締まりや巻き
緩みにより、回転部材と固定部材との相対回転を可能と
するもので、かかる巻き締まりや巻き緩みが円滑に行わ
れるように、可撓性を有する導電性金属薄帯やプリント
回路板等の継ぎ目のない一体成形による伝送線が使用さ
れ、信頼性の高い電気信号の伝送路を形成している。

（発明が解決しようとする課題） ところが、ブラシレス電気信号伝達装置は、渦巻き状
伝送線の巻き締まり、巻き緩みによって、固定部材に対
する回転部材の所定回転回数を確保するため、ハウジン
グ内にルーズに収容されている。このため、伝送線を巻
き締める場合は問題ないが、巻き緩めた場合に、繰出さ
れる伝送線が弛み、座屈して絡み合うことがある。かか
る弛みを防止するため、伝送線に適度な張力を付与する
歯車機構をハウジング内に設けることも考えられる。し
かし、伝送線は巻き締まり、巻き緩みによって常にその
動きが変化するため、かかる伝送線の動きに追従させて
伝送線に張力を付与する手段として歯車機構を用いる
と、装置の構造が複雑で高価になるという問題があっ
た。

しかも、伝送線の長さが、収容されるハウジングの周
長と回転回数によって定まる長さ以上に必要となり、製
造コストが高くなるという問題がある。とりわけ、プリ
ント回路板の場合には、工業的に製造しうる長さに限界
があり、それ以上のものを個々に製造するとコストが益
々高くなるという問題がある。

また、長尺の伝送線を必要とすることに加え、伝送線
は、安全性に基づく所定の規格により、径あるいは厚み
等に関する規格において、所定のサイズが要求されるた
め、装置全体が大型化して重くなり、これによって回転
トルクや回転作動に伴う作動音が大きくなるほか、伝送
線が外部からの振動によてガタつき、円滑、且つ、静粛
な使用が妨げられるという問題があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、伝送
線に座屈が生ずることがなく、その長さを短縮すること
ができ、小型・軽量で円滑、且つ、静粛に作動し、長期
使用に対する耐久性のあるコネクタ装置を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明のコネクタ装置におい
ては、第１の内筒軸部を有する第１のハウジングと、前
記第１の内筒軸部を挟んで回転軸方向両側に配設された
第２及び第３の内筒軸部を有する第２のハウジングと、
前記第１及び第２のハウジングによって画成される空間
に回転自在に収容され、前記第１及び第２の内筒軸部間
並びに前記第１及び第３の内筒軸部間の各外周に配置さ
れる、第１及び第２の巻替ローラを夫々回転自在に軸支
した弾性を有する巻掛部材と、一端側が前記第１の内筒
軸部に巻回され、前記第１の巻替ローラに巻替えられ
て、他端側が前記第２の内筒軸部に巻回される第１の帯
状伝送線と、一端側が前記第１の内筒軸部に巻回され、
前記第２の巻替ローラに巻替えられて、他端側が前記第
３の内筒軸部に巻回される第２の帯状伝送線とを備え、
前記第１の帯状伝送線は前記回転軸廻りに関して第１の
方向に巻回され、前記第２の帯状伝送線は前記回転軸廻
りに関して第２の方向に巻回され、これら第１及び第２
の帯状伝送線は前記第１及び第２の巻替ローラを介して
前記巻掛部材により互いに張力を付与されている構成と
したものである。

（作用） 例えば、第１のハウジングが第２のハウジングに対し
て相対回転すると、一方の帯状伝送線は第１ハウジング
の内筒軸部から繰り出され、他方の帯状伝送線は当該軸
部に巻取られる。この巻取作動により第２のハウジング
の内筒軸部が回転すると共に巻掛部材が巻取方向に回転
し、繰り出される一方の帯状伝送線に適度の張力が付与
され、この帯状伝送線は弛みを生ずることなく第２のハ
ウジングの内筒軸部に巻回されてゆく。

（実施例） 以下、本発明のコネクタ装置をブラシレス信号伝達装
置に適用した一実施例を第１図乃至第７図に基づいて詳
細に説明する。

この装置は、互いに回転自在に嵌合され、内部に環状
の空間Ｓを画成する回転軸が同心の第１のハウジング１
及び第２のハウジング２と、両ハウジング1,2の空間Ｓ
内に収容される、巻掛部材３及び２条のフラットケーブ
ル4,5とを備えている。

第１のハウジング１は、第２図に示すように、内筒軸
部1aと、この内筒軸部1aの内周縁から上方に延び、回転
部材（図示せず）を挿通する挿通軸1bとからなる。一
方、第２のハウジング２は、前記内筒軸部1aを挟んで回
転軸方向両側に配設される上内筒軸部（以下、単に「上
軸部」という）2aと、下内筒軸部（以下、単に「下軸
部」という）2bとを有する中空環状の部材で、下軸部2b
の下端から半径方向外方へ延出する下フランジ2c及び外
筒部2dとこの上端から半径方向内方に延出する上フラン
ジ2eが夫々一体に形成され、これらを上軸部2aと共に嵌
合して組立られている。そして、両ハウジング1,2は、
例えば、第１のハウジング１が回転部材（図示せず）
に、第２のハウジング２が固定部材（図示せず）に、夫
々固設される。

巻掛部材３は、回転軸の周囲に回転自在に配置され、
弾性素材、例えば合成樹脂によって平面視Ｃ形の略円筒
状に形成された部材で、互いに対向する両側縁部の上下
位置には取付部3a,3bが一体に形成されている。この取
付部3a,3bは、第３図及び第４図に示すように、両側縁
部に上下方向に形成されるコ字形の溝で、上側の取付部
3aには第１巻替ローラ６が、下側の取付部3bには第２巻
替ローラ７が、夫々回転自在に軸支されている。

フラットケーブル4,5は、前記巻掛部材３を介して両
ハウジング1,2内に巻回・収容される可撓性を有する帯
状の伝送線で、第３図乃至第５図に示すように、上側の
フラットケーブル４は、第１巻替ローラ６を介して内筒
軸部1a上部から上軸部2aに跨がるように巻替えされ、両
軸部1a,2aに反時計廻りに所定数巻回されている。ま
た、下側のフラットケーブル５も、同様にして、第２巻
替ローラ７を介して内筒軸部1a下部から下軸部2bに跨が
るように巻替えされ、両軸部1a,2bに時計廻りに所定回
数巻回されている。これらのフラットケーブル4,5は、
各軸部1a,2a,2bに鍔状に固着されるスペーサ８を介して
互いに干渉することのないように巻回されている。そし
て、ケーブル4,5の各端部は、夫々軸部1a,2a,2bに穿設
した挿通孔（図示せず）から外部へと引出されている。
したがって、両巻替ローラ6,7を介して巻替されたフラ
ットケーブル4,5の、両ハウジング1,2の相対回転に伴う
繰り出し、巻取り作動が円滑に行われるように、巻掛部
材３のローラ6,7を取付ける取付部3a,3bは半径方向に対
して互いに所定角度をなすように配置されている。

本発明のコネクタ装置は以上のように構成されるの
で、フラットケーブル4,5の長さに対応して両ハウジン
グ1,2が所定回数だけ相対回転可能となる。したがっ
て、例えば、第１のハウジング１が第２のハウジング２
に対して時計廻りに相対回転すると、両ハウジング1,2
の上部に巻回されたフラットケーブル４は、一端側が内
筒軸部1aに巻取られて、他端側が軸部2aから繰り出され
る。これに対して、下部に巻回されたフラットケーブル
５は、内筒軸部1aから繰り出される（第３図の矢印参
照）。

このとき、内筒軸部1aに巻取られるケーブル４によっ
て、第１巻替ローラ６が巻取方向、即ち時計方向に引寄
せられる。このため、巻掛部材３がハウジング２と両ケ
ーブル4,5との間を、両軸部1a,2a,2bの廻りにハウジン
グ１と同じ方向に回転し、これに伴って第２巻替ローラ
７も時計方向に回転して内筒軸部1aから繰り出されたケ
ーブル５を、適度の張力を付与しながら下軸部2bの外周
に案内し、この軸部2bに巻回していく。このように、内
筒軸部1aによるケーブル４の巻取力により、ケーブル５
を弛みを生ずることなくハウジング２の下軸部2bに巻取
らせることが可能となる。

逆に、第１のハウジング１が第２のハウジング２に対
して反時計廻りに相対回転した場合は、フラットケーブ
ル５が内筒軸部1aに巻取られることにより巻掛部材３が
ハウジング１と同じ方向に回転し、フラットケーブル４
が内筒軸部1aから繰り出され、上軸部2aに巻取られてい
く。更に、第１のハウジング１の相対回転量が大きいと
きには、上軸部2a又は下軸部2bに巻取られるフラットケ
ーブルにより巻替ローラが巻取側に大きな引張力で引き
寄せられるが、巻掛部材３が撓んでこの引張力を緩衝す
るので、フラットケーブルに作用する張力が過大になる
ことはない。

ここで、上記装置は回転軸方向に複数重ねて使用して
もよいことはいうまでもなく、このようにすると伝送線
の経路を増加でき多数の機器類と接続することが可能と
なる。また、第１及び第２のハウジングも上記実施例の
ものに限られず、例えば第６図に示すように、第１及び
第２のハウジング1,2を回転軸方向に２室に区画したも
のを使用してもよい。更に、巻掛部材３の巻替ローラ6,
7は、第７図に示したように、例えば回転軸を中心に180
゜離れた位置に取付けてもよい。

尚、上記実施例においては、本発明のコネクタ装置を
電気信号や電力を伝送するブラシレス信号伝達装置に適
用した実施例について説明したが、複数本の光ファイバ
を束ねて光信号を伝送するテープファイバを用いたコネ
クタ装置にも使用可能なことはいうまでもない。

（発明の効果） 本発明のコネクタ装置に依れば、第１の内筒軸部を有
する第１のハウジングと、前記第１の内筒軸部を挟んで
回転軸方向両側に配設された第２及び第３の内筒軸部を
有する第２のハウジングと、前記第１及び第２のハウジ
ングによって画成される空間に回転自在に収容され、前
記第１及び第２の内筒軸部間並びに前記第１及び第３の
内筒軸部間の各外周に配置される、第１及び第２の巻替
ローラを夫々回転自在に軸支した弾性を有する巻掛部材
と、一端側が前記第１の内筒軸部に巻回され、前記第１
の巻替ローラに巻替えられて、他端側が前記第２の内筒
軸部に巻回される第１の帯状伝送線と、一端側が前記第
１の内筒軸部に巻回され、前記第２の巻替ローラに巻替
えられて、他端側が前記第３の内筒軸部に巻回される第
２の帯状伝送線とを備え、前記第１の帯状伝送線は前記
回転軸廻りに関して第１の方向に巻回され、前記第２の
帯状伝送線は前記回転軸廻りに関して第２の方向に巻回
され、これら第１及び第２の帯状伝送線は前記第１及び
第２の巻替ローラを介して前記巻掛部材により互いに張
力を付与されている構成としたので、繰り出される帯状
伝送線に座屈が生ずることがなく、装置が円滑、且つ、
静粛に作動し、長期使用に対する耐久性のあるコネクタ
装置を提供することができる。また、両ハウジングの回
転回数を維持しつつ帯状伝送線の長さを短縮することが
できるうえ、帯状伝送線の長さが短かくなるので、装置
を小型・軽量化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は本発明のコネクタ装置を示す斜視図、第２図は第
１図のII−II断面図、第３図はコネクタ装置の部分切欠
き斜視図、第４図は第２図のIV−IV断面図、第５図は第
４図の要部を示す部分断面正面図、第６図はハウジング
の他の変更例を示す断面図、第７図は巻替ローラの他の
取付例を示す斜視図である。 １……第１のハウジング、1a……内筒軸部、２……第２
のハウジング、2a……上内筒軸部、2b……下内筒軸部、
３……巻掛部材、3a,3b……取付部、4,5……フラットケ
ーブル、6,7……巻替ローラ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の内筒軸部を有する第１のハウジング
   と、 前記第１の内筒軸部を挟んで回転軸方向両側に配設され
   た第２及び第３の内筒軸部を有する第２のハウジング
   と、 前記第１及び第２のハウジングによって画成される空間
   に回転自在に収容され、前記第１及び第２の内筒軸部間
   並びに前記第１及び第３の内筒軸部間の各外周に配置さ
   れる、第１及び第２の巻替ローラを夫々回転自在に軸支
   した弾性を有する巻掛部材と、 一端側が前記第１の内筒軸部に巻回され、前記第１の巻
   替ローラに巻替えられて、他端側が前記第２の内筒軸部
   に巻回される第１の帯状伝送線と、 一端側が前記第１の内筒軸部に巻回され、前記第２の巻
   替ローラに巻替えられて、他端側が前記第３の内筒軸部
   に巻回される第２の帯状伝送線とを備え、 前記第１の帯状伝送線は前記回転軸廻りに関して第１の
   方向に巻回され、前記第２の帯状伝送線は前記回転軸廻
   りに関して第２の方向に巻回され、これら第１及び第２
   の帯状伝送線は前記第１及び第２の巻替ローラを介して
   前記巻掛部材により互いに張力を付与されていることを
   特徴とするコネクタ装置。