JPH09102376A - ボール接触子ロータリーコネクタ - Google Patents

ボール接触子ロータリーコネクタ

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JPH09102376A
JPH09102376A JP8137184A JP13718496A JPH09102376A JP H09102376 A JPH09102376 A JP H09102376A JP 8137184 A JP8137184 A JP 8137184A JP 13718496 A JP13718496 A JP 13718496A JP H09102376 A JPH09102376 A JP H09102376A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、堅牢で動作が確実なロータリーコ
ネクタを得ることを目的とする。 【解決手段】 ハウジング11と、ベアリング14によりハ
ウジング11に回転可能に固定されたシャフト13と、シャ
フト13に隣接して結合された第１および第２の電気的に
絶縁された装置15を備え、この装置15はそれぞれ、対向
した内面上に複数の導電性リング17を有する２つの近接
して配置された絶縁部材16a, 16bと、それらの間に配置
され、各導電性リング17と整合した複数の貫通孔22を有
する絶縁スペーサ21と、それらの貫通孔22中に配置され
て両側の導電性リングの電気接続を行うボール状導電部
材18とを備え、絶縁部材の一方16a がシャフト13に固定
され、他方16b がハウジング11に固定され、さらに、導
電性リング17とボール状導電部材18との接触を確実にす
るように加圧する保持手段25を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にロータリーコ
ネクタに関し、特に回転導電部材と電気的に接続された
導電性リングを有する回転可能な絶縁部材を含む改良さ
れたロータリーコネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明に関連した従来技術は、スリップ
リング装置およびケーブルラップ装置を含む。スリップ
リング装置およびケーブルラップ装置の欠点は、それら
が大型で重く、修理が困難または不可能であり、非常に
高価であり、そこにおいて使用されるブラシまたははん
だ接続部がしばしば動作中に故障することである。特
に、通常のスリップリングコネクタは、例えば非常に脆
弱な装置である。厳しい環境において、このようなスリ
ップリングコネクタは、そこで使用されるブラシおよび
リングの脆弱な特性のためにしばしば故障する。複雑で
大型のケーブルラップ装置は、典型的に多数の電気信号
が固定したソースから移動素子に伝送されることを可能
にするために使用される。ケーブルラップ装置は、摩損
および破裂、はんだ接続部の分離のような多数の関連分
野の問題を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、通常のスリップリング装置およびケーブルラッ
プ装置を改良した回転導電部材と電気的に接続された導
電性リングを有する回転可能な絶縁部材を含むロータリ
ーコネクタを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の目的
を満たすために、本発明は、ボールまたはローラタイプ
接触子のような回転導電部材により電気的に接続された
導電性のリングを有する回転可能な絶縁部材を含む改良
されたロータリーコネクタを提供する。印刷配線板また
は可撓性プリント回路のような絶縁部材の対を含む２以
上の電気的に絶縁された装置がハウジング中に配置され
る。絶縁部材は、その隣接した面上に配置された導電性
リングを備えている。導電性リングは、例えば化学的ま
たは機械的処理によって形成されてもよい。導電性リン
グは、例えばステンレス鋼ボールのような多数の導電性
のボールまたはローラ等の回転導電部材を使用して電気
的に接続される。回転導電部材は、それらの表面が滑ら
かな回転動作を可能にするように設計されている。
【０００５】絶縁スペーサおよびボール位置設定装置は
各絶縁部材の導電性リングの間に設けられて、回転導電
部材の位置を保持する。絶縁部材は、互いに隣接して配
置され、シャフトは選択された一方の絶縁部材に固定さ
れる。シャフトは、ロータリーベアリングによってハウ
ジングに回転可能に固定される。他方の絶縁部材は、ハ
ウジングに固定される。絶縁部材は、ロータリーコネク
タを通って電気信号が流れることを可能にするはんだ付
けされた電気配線を有する。電気配線は、典型的に電気
コネクタまたはセンサ等へ導かれている。
【０００６】保持装置は、導電性リングが相対的に運動
したときに、導電性リングと回転導電部材との間の圧力
を維持するために両方の電気的に絶縁された装置を一体
に固定する。コネクタの１実施例において、外部印刷配
線板または可撓性プリント回路の外面には円形の溝が設
けられ、両方の絶縁された装置の外側エッジの近くに延
在して、これらの装置を一体に固定し、回転導電部材と
導電性リングとの間の電気接触を確実にする複数の保持
部材がこの溝に結合されるように構成されている。
【０００７】シャフトは選択された一方の絶縁部材に固
定され、ベアリングによりハウジングに関して回転する
ことが可能である。選択された他方の絶縁部材はハウジ
ングに関して固定されている。したがって、シャフトの
回転が、固定された絶縁部材に関して可動絶縁部材を回
転させ、一方複数の回転導電部材（ボールまたはロー
ラ）によって導電性リングの間において導電性が維持さ
れている。
【０００８】本発明によると、多数の電気信号が静止し
た信号源から移動素子に最小の電気抵抗により伝送され
ることを可能にする回転コネクタが構成されることがで
きる。ロータリーコネクタにおいて行われる回転運動
は、通常のコネクタの摩擦タイプの運動のエネルギの1/
10しか浪費しない。ロータリーコネクタは、長期間にわ
たって低コストで高速で動作することが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の種々の特徴および利点
は、以下の詳細な説明および添付図面を参照することに
よって容易に理解されることができる。なお、同じ参照
符号は同じ構造素子を示している。図面を参照すると、
図１は本発明の原理によるロータリーコネクタ10の断面
図を示す。ロータリーコネクタ10は、開口12を有するハ
ウジング11から構成されており、回転可能なシャフト13
はこの開口12を通って配置されている。シャフト13は、
それらの間の相対的な回転運動を可能にするベアリング
14によってハウジング11に回転可能に固定されている。
ロータリーコネクタ10はまた絶縁部材16ａ，16ｂ（印刷
配線板16ａ，16ｂまたは可撓性プリント回路16ａ，16
ｂ）を含む２以上の対の絶縁された装置15を含む複数の
電気素子を有しており、絶縁部材16ａ，16ｂはそれらの
隣接した表面に形成された複数の導電性リング17を有し
ている。図２は、図１のロータリーコネクタ10において
使用される外側絶縁部材16ｂおよび導電性リング17の平
面図を示す。導電性リング17は、例えばエッチングまた
は機械加工等の化学的または機械的処理によって形成さ
れてもよい。導電性リング17または導体は、例えばステ
ンレス鋼ボール18でもよい多数の導電性ボール18または
ローラ18のような回転導電部材18を使用して電気的に接
続される。回転導電部材18は、それらの表面が滑らかな
回転動作を可能にするように設計される。
【００１０】特に図３を参照すると、図１のロータリー
コネクタ10において使用される絶縁スペーサ21の平面図
が示されている。絶縁スペーサ21は、配線板16ａ，16ｂ
の各対の隣接した表面の導電性リング17の間に配置され
ている。隣接した配線板16ａ，16ｂ上の導電性リング17
の数は１対１で対応している。絶縁スペーサ21は、それ
を貫通するように形成された複数の孔22を有しており、
孔22は複数の導電性ボール接触子（ボール18）またはロ
ーラ18を保持するように構成されている。複数の導電性
ボール18が円形配列で配置されて、複数の隣接したリン
グ17の各導電性リングがほぼ３個以上の導電性ボール18
と接触するように孔22が整合される。したがって、各絶
縁配線板16ａ，16ｂまたは可撓性プリント回路16ａ，16
ｂのそれぞれ隣接した導電性リング17は、各導電性ボー
ル18によって接続される。
【００１１】２組の配線板16ａ，16ｂはこのようにして
形成されている。スペーサ21および導電性ボール18がそ
れらの間に設けられている２組の配線板16ａ，16ｂは、
１個の絶縁部材16ａが例えばシャフト13から延在する金
属ディスク23のようなディスク23のいずれかの側に固定
されるように回転可能なシャフト13に固定される。絶縁
部材16ａ，16ｂは、例えばエポキシ24の層のような接着
剤24の層によって金属ディスク23に固定されてもよい。
図４は、図１のロータリーコネクタ10において使用され
る絶縁部材16ｂおよび保持溝26の外面の平面図（ボール
18に対向する表面と反対側の表面）を示す。特に、最も
外側の配線板16ｂの端面は、そこに形成された複数の保
持溝26を有し、例えば複数の負荷されたばね保持装置25
（簡明化のために図１の右側だけに示されている）が設
けられ、全ての配線板16ａ，16ｂが圧縮されて一緒にし
っかり保持されるように、１つの最も外側の配線板16ｂ
の外面と別の最も外側の配線板16ｂの外面とを挟むよう
に延在する。これは、各導電性リング17と導電性ボール
18との間の接触を確実にする。
【００１２】複数のめっきされた貫通孔27は、各導電性
リング17に接触するように配線板16ａ，16ｂを貫通して
形成されている。電気配線31は各導電性リング17に対し
てはんだ付けその他の方法でめっきされた貫通孔27によ
って接続される。電気配線31は電気コネクタ32またはセ
ンサ32へ適切に導かれ、例えばセンサ32との間における
電気コネクタ32を介して電気信号の結合を可能にする。
【００１３】したがって、ロータリーコネクタ10は、ボ
ール18によって接続された隣接した導電性リング17を有
する２組の配線板16ａ，16ｂを具備していることが認め
られる。この２組の隣接した配線板16ａは、例えば金属
ディスク23の各表面にエポキシ24によって固定されて回
転可能なシャフト13に固定される。金属ディスク23は、
用途に応じてシャフト13またはハウジング11に接続され
ていてもよい。したがって、シャフト13とそれに接続さ
れた配線板16ａは、導電性リング17と導電性ボール18と
の間で許される運動によって他方の配線板16ｂおよびハ
ウジング11（またはシャフト13）に関して自由に回転す
ることができる。特に、金属ディスク23に固定された配
線板16ａは、金属ボール18の作用により最も外側の配線
板16ｂに関して自由に回転できる。ロータリーコネクタ
10の固定部分と可動部分との間の識別は随意であり、２
つの回転可能な部分が互いに関して回転する。
【００１４】ロータリー運動形態で52個の信号の伝送を
示し、対応した通常の（摩擦）スリップリング装置また
は複雑なケーブルラップ装置と比較した場合、同一の能
力を提供するロータリーコネクタ10の１実施形態が設計
され、試験されている。本発明は、多数の適用における
通常のスリップリング装置およびケーブルラップ装置と
置換するように設計されている。さらに、自動車および
航空機用を含むロータリーコネクタ10の民間および軍用
の適用がその他多数存在する。
【００１５】以上、回転導電部材と電気的に接続された
導電性リングを有する回転可能な絶縁部材を含むロータ
リーコネクタを説明してきた。上記の実施形態は、本発
明の原理の適用を表した多数の特定の実施形態の単なる
一例に過ぎないことを理解すべきである。明らかに、当
業者は、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々お
よびその他の装置を容易に認識することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理によるロータリーコネクタの断面
図。
【図２】図１のロータリーコネクタにおいて使用される
絶縁部材およびその導電性リングの平面図。
【図３】図１のロータリーコネクタにおいて使用される
スペーサの平面図。
【図４】図１のロータリーコネクタにおいて使用される
絶縁部材および保持溝の外面の平面図。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 開口を有するハウジングと、 前記開口を通って前記ハウジング中に配置され、相対的
    な回転運動を可能にするベアリングによってハウジング
    に回転可能に固定されている回転可能なシャフトと、 シャフトに隣接して結合された第１および第２の電気的
    に絶縁された装置であって、それぞれ、 隣接した内面上に形成された複数の導電性リングを有す
    る２つの近接して配置された絶縁部材と、 それら２つの絶縁部材の導電性リングを設けた表面の間
    に配置され、前記２つの絶縁部材の各導電性リングと整
    合してそれを貫通して形成された複数の孔を有する絶縁
    スペーサと、 前記絶縁スペーサの前記複数の孔の中にそれぞれ配置さ
    れ、前記２つの絶縁部材の各導電性リングとの間で電気
    接触を生じさせる複数の回転導電部材とを具備し、 前記２つの絶縁部材の一方が回転可能なシャフトに固定
    され、他方がハウジングに固定されている第１および第
    ２の電気的に絶縁された装置と、 前記第１および第２の電気的に絶縁された装置に結合さ
    れ、前記導電性リングと前記回転導電部材との間の接触
    を確実にするためにそれらを一緒に圧縮する保持手段
    と、 ロータリーコネクタを通って電気信号を結合することを
    可能にする各絶縁装置の導電性リングに導電的に結合さ
    れた複数の電気配線とを具備していることを特徴とする
    ロータリーコネクタ。
  2. 【請求項２】 導電性リングは化学的に形成される請求
    項１記載のロータリーコネクタ。
  3. 【請求項３】 導電性リングは機械的に形成される請求
    項１記載のロータリーコネクタ。
  4. 【請求項４】 各導電性リングが複数の導電性ボールと
    接触するように複数の導電性ボールが円形軌道に沿って
    配列されて孔が整合されている請求項１記載のロータリ
    ーコネクタ。
  5. 【請求項５】 前記電気的に絶縁された装置の絶縁部材
    の一方は、回転可能なシャフトから延在しているディス
    クに固定されている請求項１記載のロータリーコネク
    タ。
  6. 【請求項６】 前記電気的に絶縁された装置の最も外側
    の前記絶縁部材の端面に複数の溝が形成され、 前記保持手段は、前記複数の溝の中に配置されている複
    数のばねで加圧されている保持装置を具備し、この保持
    装置全ての絶縁部材が圧縮されて一体に強固に保持され
    て導電性リングと回転導電部材との間の接触を確実にす
    るように一方の最も外側の絶縁部材の外面と他方の最も
    外側の絶縁部材の外面とを挟むように構成されている請
    求項１記載のロータリーコネクタ。
  7. 【請求項７】 複数の電気配線は、絶縁部材を貫通して
    形成された複数のめっきされた貫通孔を使用して導電性
    リングに導電的に結合されている請求項１記載のロータ
    リーコネクタ。
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