JP4297295B2 - 回転コネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相対回転する回転部材と固定部材との間で電気信号，光信号あるいは電力等を伝送する回転コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
相対回転する回転部材と固定部材との間で電気信号，光信号あるいは電力等を伝送する回転コネクタとして、例えば、特開昭６２−２４６２７９号公報に開示された伝送装置が知られている。
このような回転コネクタは、例えば、自動車のステアリング装置に設けてエアバッグを起爆させる際のコネクタとして使用される。このため、回転コネクタは、左右方向の回転の中立位置に調整した状態でステアリング装置に取り付ける必要があることから、各種の中立位置表示手段が工夫されている（例えば、特開昭６１−１１４６８５号公報，特開平２−８６０９４号公報，特開平３−６２４７８号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転コネクタにおける従来の中立位置表示手段は、第１に、構成部品点数が多く、組立が面倒であり、第２に、小型化が難しく、回転コネクタから極端に突出した構造になり、回転コネクタ自体を小型化するうえで妨げにもなっていた。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、中立位置表示手段を小型化することで全体として小型化することが可能な回転コネクタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記した、目的を達成するため、互いに相対回転自在に組み合わされ、内部に環状の空間が形成される回転ケース及び固定ケースと、一端を前記回転ケースに、他端を前記固定ケースに、それぞれ固定して前記環状の空間に渦巻き状に巻回して収納される帯状伝送線とを備えた回転コネクタを構成する。
【０００６】
一方、本発明においては上記した目的を達成するため、互いに相対回転自在に組み合わされ、内部に環状の空間が形成される回転ケース及び固定ケースと、一端を前記回転ケースに、他端を前記固定ケースに、それぞれ固定して前記環状の空間に渦巻き状に巻回して収納される帯状伝送線とを備えた回転コネクタにおいて、前記固定ケースに、歯車を回転自在に保持する保持部と、該歯車の回転を規制する規制部とが設けられ、前記回転ケースに、前記歯車と噛合する歯部と、前記歯車と歯部とが噛合する場合にのみ前記規制部による規制を解除する解除部とが設けられた構成としたのである。
【０００７】
また、本発明においては上記した目的を達成するため、互いに相対回転自在に組み合わされ、内部に環状の空間が形成される回転ケース及び固定ケースと、一端を前記回転ケースに、他端を前記固定ケースに、それぞれ固定して前記環状の空間に渦巻き状に巻回して収納される帯状伝送線とを備えた回転コネクタにおいて、前記固定ケースに、回転軸が前記両ケースの回転軸と直交配置される歯車が回転自在に設けられると共に、前記回転ケースに、周方向に螺旋状に形成され、前記歯車と噛合する噛合部が設けられている構成としたのである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の参考例および実施形態を図１乃至図１２に基づいて詳細に説明する。先ず、本発明の参考例を図１乃至図３に基づいて説明する。回転コネクタ１は、図１及び図２に示すように、回転ケース２、固定ケース３、フラットケーブル４及び歯車５を備え、回転ケース２、固定ケース３及び歯車５はポリアセタール，ポリブチレンテレフタレート，ナイロン，ポリプロピレン等の合成樹脂で成形されている。
【０００９】
回転ケース２は、内筒軸部２ａと上フランジ２ｂとを有し、渦巻き状に巻回されるフラットケーブル４の一端（内端）が固定される。上フランジ２ｂ上面の半径方向中央には、図示のように、周壁２ｃが周方向に形成され、周壁２ｃの外周には外歯歯車２ｄ（図１，３参照）が形成されている。周壁２ｃは、上面にマーク２ｅが設けられている。
【００１０】
固定ケース３は、図１及び図２に示すように、外筒部３ａと下フランジ３ｂを有し、フラットケーブル４の他端（外端）が固定される。固定ケース３は、下フランジ３ｂの中央に開口３ｃが形成されている。外筒部３ａは、上部に半径方向内側へ延出する縁部３ｄが形成され、縁部３ｄ下部の外筒部３ａ内周には内歯歯車３ｅ（図１，３参照）が形成されている。縁部３ｄは、上面にマーク３ｆが設けられている。固定ケース３は、開口３ｃに内筒軸部２ａの下端を係止させると共に、上フランジ２ｂ外縁を縁部３ｄの下側へ配置させて回転ケース２に相対回転自在に組み合わされ、内部にフラットケーブル４を収納する環状の空間Ｓを形成する。
【００１１】
フラットケーブル４は、例えば、複数の扁平な電気導体や光ファイバあるいはこれらを組み合わせて所望の配列ピッチで平行に配列し、電気絶縁性の被覆で覆った可撓性を有する帯状の伝送線で、渦巻き状に巻回されて回転ケース２と固定ケース３とによって形成される環状の空間Ｓに収納される。
歯車５は、図３に示すように、上下方向に突出させた凸部５ａ，５ｂが中央に設けられた円盤状の部材で、外周に外歯歯車２ｄと内歯歯車３ｅに噛合する多数の歯５ｃが形成されている。歯車５は、凸部５ａを縁部３ｄと周壁２ｃ上縁との間に配置し、上フランジ２ｂ、周壁２ｃ、外筒部３ａ及び縁部３ｄによって回転コネクタ１の上部外周に周方向に形成される空間ＳGに外歯歯車２ｄと内歯歯車３ｅとに噛合させて保持される。
【００１２】
上記のように構成される回転コネクタ１は、フラットケーブル４を巻き締まりと巻き緩みの中間位置に調整した状態で環状の空間Ｓに収納すると共に、回転ケース２と固定ケース３とを組み合わせ、外歯歯車２ｄと内歯歯車３ｅとに歯車５を噛合させて組み立てられる。
このとき、回転コネクタ１は、フラットケーブル４を巻き締まりと巻き緩みの中間位置に調整した状態で、マーク２ｅとマーク３ｆとの間に歯車５が位置するようにして組み立てる。このようにすると、回転コネクタ１は、両ケース２，３が相対回転しても、マーク２ｅ，３ｆと歯車５とが一致した位置をフラットケーブル４の巻き締まりと巻き緩みの中間位置、言い換えると、両ケース２，３の左右方向の回転の中立位置として表示することができる。
【００１３】
即ち、回転コネクタ１は、回転ケース２が１回転するごとにマーク２ｅ，３ｆが一致するが、同時に歯車５がこれらの間に位置するように、予め外歯歯車２ｄと内歯歯車３ｅの歯数又はピッチ円形を調整しておく。
一般に、歯車の減速率は、外歯歯車２ｄと内歯歯車３ｅの歯数の比で決まり、例えば、外歯歯車２ｄの歯数をＳ、内歯歯車３ｅの歯数をＲとすると、歯車５が回転コネクタ１の上部外周に周方向に形成される空間ＳG内を周方向に移動してゆく周回運動の減速率Ｐは、Ｐ＝Ｓ／（Ｓ＋Ｒ）で表される。
【００１４】
従って、仮に、外歯歯車２ｄの歯数をＳ＝１００、内歯歯車３ｅの歯数をＲ＝８０とすると、回転ケース２を中立位置から回転させたときに、次に歯車５とマーク２ｅ，３ｆとの位置が一致するのは、回転ケース２が１８回回転した時である。このため、回転コネクタ１は、フラットケーブル４の長さで左右方向への回転回数が制約されるが、外歯歯車２ｄと内歯歯車３ｅの歯数を適切に設定すれば、歯車５とマーク２ｅ，３ｆとで中立位置を表示するには実用的には十分である。
【００１５】
このように、回転コネクタ１は、マーク２ｅ，３ｆと歯車５とが一致した位置を中立位置として表示するので、中立位置表示手段を構成する部品点数が少なく、容易に組み立てることができる。
ここで、歯車５の数は、歯車５が外歯歯車２ｄや内歯歯車３ｅと噛合できれば、複数個にすることができる。この場合、例えば、中立位置表示用の歯車５とそれ以外の歯車とを、例えば、色彩を変えることで明確に識別する必要がある。そして、中立位置表示用の歯車５は、配置位置を調整することで、例えば、回転ケース２が中立位置から２回転したら、マーク２ｅ，３ｆの間に来るようにすることもできる。また、回転コネクタ１は、回転ケース２が回転可能な限界近くまで回転したときに、その旨の警告表示を行うことも可能である。
【００１６】
一方、回転コネクタ１は、回転ケース２と固定ケース３にマークを複数記すことで、これらのマークと歯車５を利用して回転ケース２の回転回数や回転可能な限界近くまで回転したときの警告表示を行うことも可能である。次に、本発明の目的を達成する回転コネクタの第１の実施形態を図４乃至図８に基づいて説明する。
【００１７】
回転コネクタ１０は、図４及び図５に示すように、回転ケース１１、固定ケース１２、フラットケーブル１４及び歯車１５を備え、回転ケース１１、固定ケース１２及び歯車１５は合成樹脂で成形されている。
回転ケース１１は、内筒軸部１１ａと上フランジ１１ｂとを有し、渦巻き状に巻回されるフラットケーブル１４の一端（内端）が固定される。上フランジ１１ｂ上面の半径方向中央には、図示のように、周壁１１ｃが周方向に形成され、図６乃至図８に示すように、周壁１１ｃの上部には半径方向外方へ突出させた解除片１１ｄが設けられている。解除片１１ｄは、周壁１１ｃとの間に段差を形成しないように周方向の端部がテーパ状に成形されている。また、周壁１１ｃは、解除片１１ｄを設けた部分の外周に２つの駆動歯１１ｅが形成されている。ここで、上フランジ１１ｂは、駆動歯１１ｅを形成した周壁１１ｃの半径方向内側上面にマーク１１ｆが設けられている。
【００１８】
固定ケース１２は、図４及び図５に示すように、外筒部１２ａと下フランジ１２ｂを有し、フラットケーブル１４の他端（外端）が固定される。固定ケース１２は、下フランジ１２ｂの中央に開口１２ｃが形成されている。外筒部１２ａは、上部に半径方向内側へ延出する縁部１２ｄが周方向に形成され、適宜位置には半径方向内方へ延出する保持片１２ｅが設けられている。保持片１２ｅは、歯車１５を回転自在に保持するもので、延出長さが解除片１１ｄと干渉しない程度に設定され、先端側に保持孔１２ｆが、外筒部１２ａ側に透視孔１２ｇが、それぞれ形成されている。固定ケース１２は、開口１２ｃに内筒軸部１１ａの下端を係止させると共に、上フランジ１１ｂ外縁を縁部１２ｄの下側へ配置させて回転ケース１１に相対回転自在に組み合わされ、内部にフラットケーブル１４を収納する環状の空間Ｓを形成する。また、固定ケース１２は、保持片１２ｅを設けた部分に、歯車１５の回転を規制する規制片１３が取り付けられている。
【００１９】
規制片１３は、平面視Ｕ字形の板ばねで、２又に分かれた先端側の支点１３ａ，１３ａで固定ケース１２に取り付けられ、支点１３ａを固定点として半径方向内側が弾性的に撓む。規制片１３は、周方向両側下面に歯車１５と噛合して歯車１５の回転を規制する係止歯１３ｂが設けられている。
フラットケーブル１４は、フラットケーブル４と同様に構成される帯状の伝送線で、渦巻き状に巻回されて回転ケース１１と固定ケース１２によって形成される環状の空間Ｓに収納される。
【００２０】
歯車１５は、図６及び図７に示すように、中央に保持片１２ｅの保持孔１２ｆに係合する凸部１５ａが上面中央に設けられた円盤状の部材で、凸部１５ａに対応する下面は緩やかな湾曲部１５ｂに成形され、外周には多数の歯１５ｃが形成されている。
上記のように構成される回転コネクタ１０は、フラットケーブル１４を巻き締まりと巻き緩みの中間位置に調整した状態で環状の空間Ｓに収納すると共に、歯車１５を保持片１２ｅに保持させて固定ケース１２に取り付け、回転ケース１１と固定ケース１２とを組み合わせて組み立てられる。このとき、歯車１５は、特定の歯１５ｃに着色等で目印を設けておき、保持片１２ｅの透視孔１２ｇからこの特定の歯１５ｃが視認でき、駆動歯１１ｅが歯車１５と噛合し、回転ケース１１に設けたマーク１１ｆが歯車１５の位置にあるときを回転コネクタ１０の中立位置となるように設定する。
【００２１】
このように設定した回転コネクタ１０は、駆動歯１１ｅと歯車１５とが噛合していないとき、即ち、解除片１１ｄが規制片１３の位置にないときには、規制片１３の係止歯１３ｂが噛合して歯車１５の回転を規制した状態で回転ケース１１が回転する。
そして、回転ケース１１が回転して解除片１１ｄが規制片１３の位置に来ると、周方向の端部がテーパ状に成形された解除片１１ｄによって規制片１３が押し上げられ、係止歯１３ｂと歯１５ｃの噛合が解除される。これと並行して、歯車１５が、駆動歯１１ｅとの噛合により１歯分回転される。
【００２２】
このようにして、回転ケース１１が回転して駆動歯１１ｅが歯車１５の位置を通過すると、同時に解除片１１ｄも通過し、規制片１３が弾性的に元の状態に復帰し、係止歯１３ｂと歯１５ｃとが噛合する。これにより、歯車１５は、振動等による不用意な回転が規制されることになる。
このように、回転コネクタ１０は、回転ケース１１が１回回転するごとに、歯車１５が１歯分だけ回転する。このとき、歯車１５は、保持片１２ｅに形成した透視孔１２ｇによって歯１５ｃを視認することができる。従って、回転コネクタ１０は、前記した着色等で目印を設けた特定の歯１５ｃの有無をマーク１１ｆと共に観察することで、中立位置か否かを極めて簡単に確認することができる。
【００２３】
しかも、回転コネクタ１０は、解除片１１ｄ、マーク１１ｆ及び規制片１３によって中立位置を表示するので、中立位置表示手段が小型化される結果、回転コネクタ１０自体も小型化することができる。
ここで、本実施形態においては、解除片１１ｄと駆動歯１１ｅを回転ケース１１側に、保持片１２ｅと規制片１３を固定ケース１２側に、それぞれ形成した。しかし、この逆に、解除片と駆動歯を固定ケース１２側に、保持片と規制片を回転ケース１１側に、それぞれ形成してもよい。
【００２４】
更に、本発明の本発明の参考例を図９乃至図１２に基づいて説明する。回転コネクタ２０は、図９及び図１０に示すように、回転ケース２１、固定ケース２２、フラットケーブル２４及び歯車２５を備え、回転ケース２１、固定ケース２２及び歯車２５は合成樹脂で成形されている。
【００２５】
回転ケース２１は、内筒軸部２１ａと上フランジ２１ｂとを有し、渦巻き状に巻回されるフラットケーブル２４の一端（内端）が固定される。上フランジ２１ｂ上面の外周側には、図示のように、周方向に螺旋状に形成された噛合凸条２１ｃと、噛合突条２１ｃに対して半径方向内側の適宜位置にマーク２１ｄとが設けられている。
【００２６】
固定ケース２２は、図９及び図１０に示すように、外筒部２２ａと下フランジ２２ｂを有し、フラットケーブル２４の他端（外端）が固定される。固定ケース２２は、下フランジ２２ｂの中央に開口２２ｃが形成されている。外筒部２２ａは、上部に半径方向内側へ延出する縁部２２ｄが周方向に形成され、適宜位置には半径方向内方へ延出する２つの保持片２２ｅ（図１１，１２参照）が設けられている。固定ケース２２は、開口２２ｃに内筒軸部２１ａの下端を係止させると共に、上フランジ２１ｂ外縁を縁部２２ｄの下側へ配置させて回転ケース２１に相対回転自在に組み合わされ、内部にフラットケーブル２４を収納する環状の空間Ｓを形成する。
【００２７】
フラットケーブル２４は、フラットケーブル４と同様に構成される帯状の伝送線で、渦巻き状に巻回されて回転ケース２１と固定ケース２２によって形成される環状の空間Ｓに収納される。
歯車２５は、図１０乃至図１２に示すように、２つの保持片２２ｅの間に、回転軸２５ａを両ケース２１，２２の回転軸Ａc（図１０参照）と直交配置して回転自在に保持される。歯車２５は、外周に多数の歯２５ｂが設けられ、下側の歯２５ｂが噛合突条２１ｃと噛合する。
【００２８】
上記のように構成される回転コネクタ２０は、フラットケーブル２４を巻き締まりと巻き緩みの中間位置に調整した状態で環状の空間Ｓに収納すると共に、マーク２１ｄと対向した位置で歯車２５を噛合突条２１ｃの中間位置に噛合させ、回転ケース２１と固定ケース２２とを組み合わせて組み立てられる。このとき、歯車２５は、上面側中央に位置する歯２５ｃに着色等で目印を設けておけば、この目印を設けた歯２５ｃと歯車２５がマーク２１ｄと対向する位置とにより、回転コネクタ２０が中立位置にあるか否かを極めて簡単に確認することができる。
【００２９】
しかも、回転コネクタ２０は、歯車２５とマーク２１ｄとによって中立位置を表示するので、中立位置表示手段が小型化される結果、回転コネクタ２０自体も小型化することができる。
ここで、回転ケース２１は、ガイド２５が噛合することができれば、噛合突条２１ｃに代えて凹溝としてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、中立位置表示手段を小型化することで全体として小型化することが可能な回転コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転コネクタの参考例を示すもので、回転コネクタの半分側を示す平面図である。
【図２】図１の回転コネクタを歯車を含む直径上で切断した断面図である。
【図３】図２のＡ部を拡大した拡大図である。
【図４】本発明の回転コネクタの第１の実施形態を示すもので、回転コネクタの半分側を示す平面図である。
【図５】図４の回転コネクタを歯車を含む直径上で切断した断面図である。
【図６】図５の歯車近傍を拡大した拡大図である。
【図７】図５の歯車近傍を拡大した平面図である。
【図８】図５の回転コネクタの解除部の近傍を示す斜視図である。
【図９】本発明の回転コネクタの参考例を示すもので、回転コネクタの半分側を示す平面図である。
【図１０】図９の回転コネクタを歯車を含む直径上で切断した断面図である。
【図１１】図９の回転コネクタの歯車近傍を拡大した平面図である。
【図１２】図１１の歯車部分における断面側面図である。

Claims (1)

1. 互いに相対回転自在に組み合わされ、内部に環状の空間が形成される回転ケース及び固定ケースと、一端を前記回転ケースに、他端を前記固定ケースに、それぞれ固定して前記環状の空間に渦巻き状に巻回して収納される帯状伝送線とを備えた回転コネクタにおいて、
   前記回転ケース１１は、内筒軸部１１ａと上フランジ１１ｂとを有し、上フランジ１１ｂ上面の半径方向中央部の周方向に形成された周壁１１ｃには２つの駆動歯１１ｅが形成されると共に、周壁１１ｃの上部には半径方向外方へ突出する解除片１１ｄが設けられ、さらにその部分の周壁１１ｃの半径方向内側上面にはマーク１１ｆが設けられており、
   前記固定ケース１２は、外筒部１２ａと下フランジ１２ｂを有し、外筒部１２ａ上部の周方向には半径方向内側へ延出する縁部１２ｄが形成されると共に適宜位置には半径方向内方へ延出する保持片１２ｅが設けられ、該縁部１２ｄには歯車１５が設けられ、該歯車１５は前記保持片１２ｅにより回転自在に保持され、その回転を規制する規制片１３が前記固定ケースの前記保持片１２ｅが設けられている部分に取り付けられ、さらに、規制片１３には係止歯１３ｂが、保持片１２ｅの外筒部１２ａ側には透視孔１２ｇが、それぞれ形成されており、
   前記駆動歯１１ｅと歯車１５とが噛合していないときは、規制片１３の係止歯１３ｂが噛合して歯車１５の回転を規制した状態で回転ケース１１を回転させ、回転ケース１１が回転して解除片１１ｄが規制片１３の位置に来ると解除片１１ｄによって規制片１３が押し上げられ、係止歯１３ｂと歯１５ｃの噛合が解除され、前記回転ケース１１が回転して駆動歯１１ｅが歯車１５の位置を通過すると同時に解除片１１ｄも通過して、規制片１３が元の状態に復帰して係止歯１３ｂと歯１５ｃとが噛合するようになっており、
   前記帯状伝送線を巻き締まりと巻き緩みの中間位置に調整した状態で前記環状の空間に収納して回転ケース１１と固定ケース１２とが組み立てられた状態で保持片１２ｅの透視孔１２ｇから前記歯車１５の特定の歯１５ｃを視認できるように、該歯１５ｃに予め目印が設けられており、
   回転ケース１１が１回回転した状態では、歯車１５が１歯分だけ回転した状態となっており、このとき、前記透視孔１２ｇから前記特定の歯１５ｃを視認でき、且つ前記マーク１１ｆが前記特定の歯１５ｃの位置にあると視認できるとき、回転コネクタが中立位置にあると確認されることを特徴とする回転コネクタ。

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