JPH04112488U

JPH04112488U - ロールコネクタ

Info

Publication number: JPH04112488U
Application number: JP8647091U
Authority: JP
Inventors: 一久久保田; 浩靖伊藤; 宗之佐藤
Original assignee: 株式会社東海理化電機製作所
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1991-10-23
Publication date: 1992-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】ドーナツ状空間内にフラットケーブルを渦巻
き状に巻いて収納したロールコネクタで、ケーブルの動
作音の発生を抑える。【構成】ドーナツ状空間内に、遊星ガイドローラ８a
及び遊星サポートローラ８bを含む遊星ローラ８と、ロ
ーラ８を公転させるための駆動機構としての遊星歯車機
構３c,６a,９を設ける。ローラ８を、内周壁５との間及
び外周壁２cとの間にそれぞれケーブルを通せる程度の
外径で形成し、ケーブル７をローラ８aに沿って反転さ
せて、内周壁側と外周壁側で巻き方向を逆にする。駆動
機構３c,６a,９を、内周壁５の直径をＤi、外周壁２cの
直径をＤoとしたときに、ローラ８の角速度aがロータ４
の角速度bに対してa＝b×{Ｄi／(Ｄi＋Ｄo)}となるよう
に構成して、ロータ４の回転時の内周壁側と外周壁側で
のケーブルの繰り出し量もしくは巻き付け量をほぼ等し
くする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車のステアリングホイールとステアリングコラムのような相対的に回転する２つの部材同士を電気的に接続するためのロールコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、ロータとステータとでドーナツ状の空間を形成し、この空間内にフラットケーブルを渦巻き状に巻いて収納するとともに、その一端をロータに、他端をステータに固定することにより、上述したような相対的に回転する２部材間の電気的接続を行なうタイプのロールコネクタが提供されている。

【０００３】このタイプのロールコネクタでは、ロータとステータ相互の回転に応じてフラットケーブルの巻き状態が締まったり緩んだりするときにその巻き径が変化するのに対応するため、ドーナツ状の空間は、渦巻き状に巻かれたフラットケーブルに対して多少の余裕を持って形成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、ドーナツ状の空間をこのようにフラットケーブルに対して少し大きく形成しているために、ステアリング装置に取り付けたロールコネクタの内部で、フラットケーブルが自動車の振動等によってがさつく場合があった。また、ステアリングホイールを回すことによってフラットケーブルの巻き状態が変化するときにも、フラットケーブルがロールコネクタの内部で擦れ合って音が発生する場合があった。

【０００５】したがって、本考案の解決すべき技術的課題は、ロールコネクタ内でのフラットケーブルの動きによりこのような異音が発生するのを防止することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るロールコネクタは、上述の技術的課題を解決するために以下のように構成されている。

【０００７】すなわち、ドーナツ状空間内に配設された遊星ガイドローラと、ロータの回転により遊星ガイドローラを該空間の内周壁の回りで公転せしめる駆動手段とを備えており、遊星ガイドローラは、ドーナツ状空間の内周壁との間及び外周壁との間にそれぞれフラットケーブルの挿通可能な隙間を残す程度の外径で形成され、且つフラットケーブルは該空間の内周壁側と外周壁側とで巻き方向を逆にすべく遊星ガイドローラに沿って反転している。また、駆動手段は、ロータのステータに対する相対的な回転の角速度をb、内周壁の直径をＤi、外周壁の直径をＤoとしたとき、遊星ガイドローラを、その公転の角速度aが a＝b×{Ｄi／(Ｄi＋Ｄo)} で表される関係をほぼ満たして駆動すべく構成されている。そして、フラットケーブルをドーナツ状空間の内周壁及び外周壁に沿わせるように、該空間の内周壁との間及び外周壁との間にそれぞれフラットケーブルの挿通可能な隙間を残して位置する押え面を有し且つ遊星ガイドローラとともに該空間の内周壁の回りを公転するガイド手段を備えている。

【０００８】上記構成においては、ガイド手段は、例えば、遊星ガイドローラと大略同一外径で形成され且つこの遊星ガイドローラと同一の公転軌跡を描くように中心軸が該遊星ガイドローラと大略同一円周上に配置された複数の遊星サポートローラ(8 b)から構成したり、ドーナツ状空間の外周壁と対向する対向面及び内周壁と対向する対向面を有するガイド壁を備えたガイド部材から構成したり、あるいは、ドーナツ状空間の外周壁と大略同心で該外周壁よりも小径の円周上及び該空間の内周壁と大略同心で該内周壁よりも大径の円周上にそれぞれ点在する複数のガイドピンを有するガイド部材から構成したりすることができる。これらの構成においては、遊星サポートローラの外周面、ガイド壁における対向面、あるいはガイドピンの外周面が、上記押え面として機能する。

【０００９】

【作用・効果】

上記構成においては、ロータの回転に伴って遊星ガイドローラはロータの回りを公転する。この公転の角速度aは、駆動手段の作用により、a＝b×{Ｄi／(Ｄi ＋Ｄo)}の関係を満たすように制御される。例えば、外周壁の直径Ｄoを内周壁の直径Ｄiの２倍に設定すれば、遊星ガイドローラの角速度aはロータの角速度bの３分の１となり、ロータが１回転したときに遊星ガイドローラがロータの回りを１／３周だけ移動することになる。このときにドーナツ状空間の内周壁側からフラットケーブルが繰り出されるとすると、その長さは、内周壁の周長の３分の２に相当するものであって、外周壁１／３周分の長さとほぼ等しい。したがって、フラットケーブルは、ガイド手段によってガイドされながら内周壁側から繰り出された分だけ外周壁側に巻かれて行く。また、ロータが逆回転した場合には、フラットケーブルは同じくガイド手段によってガイドされながら外周壁から繰り出された分だけ内周壁側に巻き付けられる。

【００１０】このように、上記構成では、ロータの回転の際にフラットケーブル同士が擦れ合うことは殆どないので音は発生しない。また、この構成では、フラットケーブルは遊星サポートローラやガイド部材の押え面によって外周壁または内周壁に沿った状態に保持されて径方向へは殆ど動かないので、がさつきも防止できる。

【００１１】

【実施例】

以下に、図１から図４に示した本考案の第１実施例に係るロールコネクタについて詳細に説明する。

【００１２】図１はこのロールコネクタの中央縦断面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は図１のIII−III線断面図である。図示するように、このロールコネクタのステータ１は、底壁２a、内周壁２b及び外周壁２cからなる第１ステータ部材２と、上壁３a、及び第１ステータ部材２の外周壁２cと嵌合する外周壁３bからなる第２ステータ部材３とから構成されている。また、ロータ４は、第１ステータ部材２の内周壁２bと嵌合する大略円筒状の第１ロータ部材５と、この第１ロータ部材５に嵌合する大略環状の第２ロータ部材６とから構成されている。そして、ステータ１とロータ４との間で形成されるドーナツ状の空間に、渦巻き状に巻かれたフラットケーブル７、このフラットケーブル７の巻き状態を表示するための手段としての表示リング部材１０及び表示リング部材１０を駆動する遊星歯車９、遊星歯車９の動作を利用してフラットケーブル７をガイドする遊星ローラ８( この遊星ローラ８は、後述するように、ドーナツ状空間内でのフラットケーブル７の巻き方向を反転させる遊星ガイドローラ８aと、フラットケーブル７を外周壁２c及び内周壁５に沿わせるガイド手段としての遊星サポートローラ８bとを含んでいる)、及び遊星ローラ８と遊星歯車９の保持体としてのキャリア１１が収納されている。

【００１３】キャリア１１は、リング状のプレート部１１aと、プレート部１１aの上面側の１箇所に形成された第１軸部１１bと、その裏面で円周上を８等分した位置に形成された第２軸部１１cとから構成されている。そして、第１軸部１１bに遊星歯車９が、第２軸部１１cに８個の遊星ローラ８が装着されている。また、プレート部１１aの内周縁部は第１ロータ部材５と第２ロータ部材６の間に、外周縁部は第１ステータ部材２と第２ステータ部材３の間で回転可能に挟持されている。

【００１４】遊星歯車９は、遊星ローラ８の外径にほぼ等しいピッチ円直径の第１歯車部９ aと、第１歯車部９aよりも歯数の少ない第２歯車部９bとから構成されており、第２ロータ部材６及び第２ステータ部材３には、この遊星歯車９の第１歯車部９ aと噛合する外歯車６a及び内歯車３cが、それぞれ、第１ステータ部材２側のドーナツ状空間の外周壁２cの内周面直径Ｄo及び第１ロータ部材５側の該空間の内周壁の外周面直径Ｄiとほぼ等しいピッチ円直径で形成されて、遊星ローラ８の駆動手段としての遊星歯車機構が構成されている。ただし、遊星ローラ８と第１ステータ部材２側の外周壁２cの内周面との間及び第１ロータ部材５側の内周壁の外周面との間にはフラットケーブルを通す必要があり、遊星歯車９と内歯車６ a及び外歯車３cは相互に噛合させる必要があるので、これらは厳密には等しいものではない。

【００１５】図４に外形を示すように、表示リング部材１０は、第２歯車部９bに噛合する内歯車部１０aと表示部１０bとから構成されている。この内歯車部１０aは、遊星歯車９の第２歯車部９bと噛合するため、ステータ１の内歯車３cよりもピッチ円直径が小さく、つまり歯数が少なく形成されている。そして、この表示リング部材１０の表示部１０bは、第２ステータ部材３の上面に形成されたスロット３d にはまり込んでいる。

【００１６】フラットケーブル７は、一端が第１ロータ部材５と第２ロータ部材６の間で固定され、他端は、図３に示すように８個設けられた遊星ローラ８の内の一つに沿ってロータ４の周囲での巻き方向とは逆に半周だけ巻かれてから、ステータ１の凸部１aに固定されている。このように、遊星ローラの一つがフラットケーブル７を反転させる遊星ガイドローラ８aとして用いられ、その他の７個がフラットケーブル７をドーナツ状空間の外周壁２c側及び内周壁５側へ押さえておくためのガイド手段を構成する遊星サポートローラ８bとして用いられ、遊星サポートローラ８bの外周面がガイド手段における押え面として機能するようになっている。

【００１７】この構成のロールコネクタでは、ロータ４が時計回りに回転すると、遊星歯車９は、反時計回りに自転しながらロータ４の回りを時計回りに公転する。遊星歯車９及び遊星ローラ８の公転の角速度をaとすると、この角速度aは、自転する分だけロータ４の回転の角速度(bとする)よりも遅くなり、ほぼ、a＝b×{Ｄi／(Ｄ i＋Ｄo)}の関係が満たされる。例えば外歯車３cのピッチ円直径を内歯車６aの２倍に設定すれば(ドーナツ状空間の外周壁の直径Ｄoが内周壁の直径Ｄiの約２倍となる)、ロータ４が１回転する間に遊星歯車９(遊星ローラ８)はロータ４の回りを１／３周だけ公転することになる。このとき、ロータ４から繰り出されるフラットケーブル７の長さは、ドーナツ状空間の内周壁５の周長から、ローラ８の移動したその内周壁１／３周分の長さを引いた値、つまりこの内周壁５の２／３周分の長さに相当する。この長さは、周壁２cの１／３周分の長さ、つまり遊星ローラ８が外周壁に沿って移動してきた長さにほぼ等しい。そのため、フラットケーブル７は、ロータ４側の内周壁５から繰り出された分だけステータ１側の外周壁２cの内周面に巻かれて行くことになる。したがってロータの回転の際にフラットケーブル７同士の擦れは殆ど生じないので音は発生しない。またロータ４の回転いかんに拘わらず、フラットケーブル７は遊星サポートローラ８bの外周面に押さえられて径方向へは殆ど動かないために、がさつきが生じることもない。

【００１８】一方、遊星歯車９がロータ４の回りを１回公転して元の位置に戻ると、表示リング部材１０は、ギヤ比の関係で表示部１０bが元の位置から少しずれた状態となる。したがって、ロータ４が１回転する毎に表示部１０bの取る位置を示す目盛りをスロット３d付近に設けておけば、ステータ１に対するロータ４の回転位置からフラットケーブルの状態を常に正確に読み取ることができる。また、このスロット３dの長さを適宜設定しておけば、表示部１０bがスロット３dの端部に当接することによりロータの回転に対するストッパーの作用が得られるので、フラットケーブル７を保護することができる。

【００１９】さらに、フラットケーブルを上述したように遊星ガイドローラ８aに沿って半周だけ逆方向に巻いて内側と外側の巻き方向を反転させておくことにより、単に渦巻き状にだけ巻いて最後に巻き方向を変えない場合に比較してその長さを大幅に短縮することができる。

【００２０】例えば、ロータの外径を５０mm、ステータの内径を１００mm、ロータの必要回転数nを４回とすると(フラットケーブル７がロータ４の外周に密着した状態での巻き数をn₁、ステータ１の内周に密着した状態での巻き数をn₂とする)、従来のロールコネクタに必要なフラットケーブルの概略長さＬ₁は、Ｌ₁＝５０πn₁＝１００πn₂ 及び n₁−n₂＝４より、Ｌ₁≒１２５７mm となる。一方、本実施例で説明したような巻きかたをすると、その長さＬ₂は、Ｌ₂＝１００π×n×５０／(５０＋１００) で求められるからＬ₂ ≒４１９mm となり、フラットケーブルの短縮によるコストダウンを実現できる。

【００２１】次に図５に示した第２実施例について説明する。

【００２２】図５はこのロールコネクタの中央縦断面図である。図において、２１はステータ、２２はステータのベース、２３はロータを示している。ロータ２３の上部には外歯車２３aが形成されており、ステータ２１には、上壁２１aと下壁２１bとで両端が支持された支軸２５により、この外歯車２３aに噛合する第１歯車部２４ aと、それよりも小径の第２歯車部２４bとが一体的に形成されてなる中間歯車２４が回転可能に保持されている。そして、この中間歯車２４の第２歯車部２４b と噛合する歯車部２６aを有するキャリア２６が、ロータ２３に回転可能に保持されている。

【００２３】このキャリア２６の下面には、第１実施例と同じように、周方向に８等分した位置に形成された軸部２６bにより、遊星ガイドローラ２７aと遊星サポートローラ２７bとからなる遊星ローラ２７が保持されている。この遊星ローラ２７は、ロータ２３の周面との間にフラットケーブル２８を通せる程度の外径で形成されている。また、ステータ２１には、同じく遊星ローラ２７との間にフラットケーブル２８を通すために、僅かに隙間を置いて周壁２１cが形成されている。そして、遊星ローラ２７の駆動手段としての各歯車２３a,２４,２６aは、ロータ２３の回転に対するキャリア２６の公転の減速比が、外周壁２１cの径寸法をＤo、内周壁の径寸法をＤi、遊星ローラ２７の公転の角速度をa、ロータ２３の回転の角速度bとしたときに、a＝b×{Ｄi／(Ｄi＋Ｄo)}の関係を満たすようにその歯数が設定されている。また、フラットケーブル２８は、第１実施例で説明したのと同様に、遊星ガイドローラ２７aに沿って反転して、ロータ側とステータ側での巻き方向が逆になっている。

【００２４】この構成においても、フラットケーブルのがさつきが防止できるのとともに、遊星ローラ２７の公転がロータ２３の回転よりも一定の割合で遅れるためにロータ２３の周囲から繰り出されるフラットケーブル２８がその長さ分ずつステータ側に巻き付けられて行くので、フラットケーブル２８の擦れ合う音の発生を防止できる。

【００２５】次に、図６に示した第３実施例に係るロールコネクタについて説明する。

【００２６】このロールコネクタは第１実施例で説明したロールコネクタのガイド手段を変形したものであり、その他の部分については第１実施例と同様の構成であるため説明は省略する。この実施例のガイド手段は、キャリア１１'のプレート部から第１ステータ部材２の底壁側へ、ドーナツ状空間の外周壁２c及び内周壁５との間にそれぞれフラットケーブル７の挿通可能な隙間を残すように立設された外側ガイド壁１１d及び内側ガイド壁１１e、及びこれらのガイド壁１１d,１１eをドーナツ状空間の径方向へ延在して連接する連接壁１１fから構成され、外側ガイド壁１１dにおける外周壁２cとの対向面１１g及び内側ガイド壁１１eにおける内周壁５との対向面１１fがそれぞれフラットケーブル７の押え面を構成している。そして、フラットケーブル７は内側ガイド壁１１ｅと内周壁５との間、及び外側ガイド壁１１ｄと外周壁２c側との間に通され、且つ遊星ガイドローラ８aに沿って反転して内周壁５側と外周壁２c側とで巻方向が逆になっている。

【００２７】この構成においても、第１実施例と同様にフラットケーブル７のがさつきが防止できるのとともに、フラットケーブル７の擦れ合う音が発生するのを防止できる。また、この構成ではローラを１個設けるだけでよいため、第１実施例と比較して、ロールコネクタとしての重量及びコストを抑えることができ、且つ組付性が向上する。なお、ガイド壁は、必ずしも本実施例に示したように構成する必要はなく、例えば、外側ガイド壁１１dと内側ガイド壁１１eを設けずに、ドーナツ状空間内で放射状に延在する複数の壁(本実施例の連接壁１１hに相当する)の端面でフラットケーブルを外周壁２c及び内周壁５側に押えるようにしてもよい。

【００２８】次に、図７に示した第４実施例に係るロールコネクタについて説明する。

【００２９】このロールコネクタも第３実施例と同様、第１実施例で説明したロールコネクタのガイド手段だけを変形したものである。この実施例のガイド手段は、キャリア１１"のプレート部から第１ステータ部材２の底壁側へ向かって、ドーナツ状空間の外周壁２cとの間及び内周壁５との間にフラットケーブルの挿通可能な隙間を残すように、外周壁２cよりも小径の円周上及び内周壁５よりも大径の円周上にそれぞれ点在する位置に立設されたガイドピン１１gから構成されている。なお、この例では遊星サポートローラ８bを１個設けているが、このローラ８bは必ずしも設けなくてもよい。また、フラットケーブルは内周壁５及び外周壁２c に沿って巻かれ、遊星ガイドローラ８aに沿って反転して内周壁５側と外周壁２c 側とで巻方向が逆になっている。この構成においてもフラットケーブルの動きが抑えられるので、上記各実施例と同様にロールコネクタ内での異音の発生を防止でき、且つ第１実施例に比較して重量及びコストを抑えるとともに組付性を改善できる。

【００３０】なお、本考案は上述の各実施例に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施することが可能である。

【００３１】例えば、第１実施例における遊星歯車９の第１歯車部９aと第２歯車部９bとを、同一モジュールで同一ピッチ円直径に設定し、遊星歯車９を単一の歯車部材として形成してもよい。この場合、遊星歯車９がロータ４の回りを１回公転することによって表示リング部材１０が元の位置から所定量ずれるようにするためには、歯車部１０aを、第２ステータ部材３の内歯車３aとモジュールを僅かに変えて内歯車３cに対して歯数を変化させた転位歯車とするか(その逆に内歯車３aを転位歯車としてもよい)、モジュールはそのままでピッチ円直径を僅かに変えることにより歯数を増減させた歯車として形成すればよい。後者では正確な噛み合いは得られないが、それほど精度の要求されるところではないので、ロータ４の回転位置の表示に支障を来すことはない。

【００３２】このように構成しても表示リング部材１０はロータ４の回転に伴って位置が僅かずつずれるので、表示部１０bの位置からフラットケーブル７の巻き状態を正確に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係るロールコネクタの
中央縦断面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】図１のIII−III線断面図である。

【図４】表示リング部材の斜視図である。

【図５】第２実施例に係るロールコネクタの中央縦断
面図である。

【図６】第３実施例に係るロールコネクタの横断面図
である。

【図７】第４実施例に係るコールコネクタの横断面図
である。

【符号の説明】

１ステータ１a 凸部２第１ステータ部材２a 底壁２b 内周壁２c 外周壁３第２ステータ部材３a 上壁３b 外周壁３c 内歯車３d スロット４ロータ５第１ロータ部材６第２ロータ部材６a 外歯車７フラットケーブル８遊星ローラ８a 遊星ガイドロー
ラ８b 遊星サポートローラ８c 押え面９遊星歯車９a 第１歯車部９b 第２歯車部１０表示リング部材１０a 内歯車部１０b 表示部１１,１１',１１" キャリア１１a プレ−ト部１１b 第１軸部１１c 第２軸部１１d 外側ガイド壁１１e 内側ガイド壁１１f,１１g,１１j 押え面１１h 連接壁１１ｉガイドピン２１ステータ２１a 上壁２１b 下壁２１c 外周壁２２ベース２３ロータ２３a 外歯車２４中間歯車２４a 第１歯車部２４b 第２歯車部２５支軸２６キャリア２６a 歯車部２６b 軸部２７遊星ローラ２７a 遊星ガイドローラ２７b 遊星サポート
ローラ２８フラットケーブル

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ステータ(1,21)と該ステータ(1,21)に回
動自在に装着されたロータ(4,23)との間に形成されるド
ーナツ状空間内に渦巻き状に巻かれたフラットケーブル
(7,28)が収納され、且つ該フラットケーブル(7,28)の一
端がロータ(4,23)に固定されるとともに他端がステータ
(1,21)に固定されたロールコネクタにおいて、上記ドー
ナツ状空間内に配設された遊星ガイドローラ(8a,27)
と、上記ロータ(4,23)の回転により該遊星ガイドローラ
(8a,27)を該空間の内周壁(5,23)の回りで公転せしめる
駆動手段(6a,9,3c,11,23a,24,26)とを備え、上記遊星ガ
イドローラ(8a,27)は、上記ドーナツ状空間の内周壁(5,
23)との間及び外周壁(2c,21c)との間にそれぞれ上記フ
ラットケーブル(7,28)の挿通可能な隙間を残す程度の外
径で形成され、且つ該フラットケーブル(7,28)は該空間
の内周壁(5,23)側と外周壁(2c,21c)側とで巻き方向を逆
にすべく該遊星ガイドローラ(8a,27)に沿って反転せし
められ、上記駆動手段(6a,9,3c,11,23a,24,26)は、上記
ロータ(4,23)のステータ(1,21)に対する相対的な回転の
角速度をb、内周壁(5,23)の直径をＤi、外周壁(2c,21c)
の直径をＤoとしたとき、上記遊星ガイドローラ(8a,27)
を、公転の角速度aがa＝b×{Ｄi／(Ｄi＋Ｄo)}で表され
る関係をほぼ満たして駆動すべく構成され、さらに、上
記フラットケーブル(7，28)を上記ドーナツ状空間の内
周壁(5,23)及び外周壁(2c,21c)に沿わせるように、該空
間の内周壁(5,23)との間及び外周壁(2c,21c)との間にそ
れぞれ上記フラットケーブル(7,28)の挿通可能な隙間を
残して位置する押え面(8c,11f,11g,11j)を有し且つ上記
遊星ガイドローラ(8a,27)とともに該空間の内周壁(5,2
3)の回りを公転するガイド手段(8b,11',11")を備えたこ
とを特徴とするロールコネクタ。
【請求項２】上記ガイド手段(8b)が、上記遊星ガイド
ローラ(8a)と大略同一外径で形成され且つ該遊星ガイド
ローラ(8a)と同一の公転軌跡を描くように中心軸(11c)
が該遊星ガイドローラ(8a)と大略同一円周上に配置され
た複数の遊星サポートローラ(8b)からなることを特徴と
する請求項１記載のロールコネクタ。
【請求項３】上記ガイド手段(11')が、上記ドーナツ
状空間の外周壁(2c,21c)と対向する対向面(11g)及び内
周壁(5,23)と対向する対向面(11f)を有するガイド壁(11
d,11e)を備えたガイド部材(11')からなることを特徴と
する請求項１記載のロールコネクタ。
【請求項４】上記ガイド手段(11")が、上記ドーナツ
状空間の外周壁(2c,21c)と大略同心で該外周壁(2c,21c)
よりも小径の円周上及び該空間の内周壁(5,23)と大略同
心で該内周壁(5,23)よりも大径の円周上にそれぞれ点在
する複数のガイドピン(11i)を有するガイド部材(11")か
らなることを特徴とする請求項１記載のロールコネク
タ。