JPH11260514A - 回転体と固定体間の伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】転動体に対する摩擦力を低減し、ケーブルがス
ムーズに移動することができ、かつ、組立作業性を向上
させた回転体と固定体間の伝送装置を提供する。 【解決手段】相対的に回転可能に組合わされ、略円環状
の空間部を形成する内側ケース１及び外側ケース２と、
略円環状の空間部内に配置されるフラットケーブル３及
び複数の転動体５とを有する。フラットケーブル３は、
その両端部が内側ケース１及び外側ケース２に固定さ
れ、内側ケース１の外周に沿って巻回された内周部３ｂ
と、外側ケース２の内周に沿って巻回された外周部３ｄ
と、内周部３ｂと外周部３ｄとの間に連結され、巻回方
向を反転させる反転部３ｃと、を有する。転動体５は、
フラットケーブル３の内周部３ｂと外周部３ｄとの間に
回転可能に配置され、その形状が球体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転体と固定体と
の間で、ケーブルによって電気信号、光信号、電力等を
伝送するために用いられる、回転体と固定体間の伝送装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のステアリングホイール
の内部には、エアバッグなどを作動させる電装部品と、
車体に固定されたエアバッグ制御装置などの電装部品と
の間で、電気信号、光信号あるいは電力などを伝送する
ためのケーブルが配線されている。このケーブルはステ
アリングが回転されても、絡んだり切断したりすること
がないようにしておく必要がある。そのため、ステアリ
ングホイールの先端部と車体との間の連結部には、回転
給電装置が取付けられている。

【０００３】図５は、米国特許第３，７６３，４５５号
公報に開示された従来の回転給電装置を示す断面図であ
る。図５に示すように、従来の回転給電装置は、回転す
るステアリングホイールに取付けられ、ステアリングホ
イールと一体に回転する円環状の内側ケース１と、自動
車の車体側に固定される円環状の外側ケース２とが同軸
に配置される。両ケース１，２間に円環状の空間部Ｓが
設けられ、その空間部Ｓ内に電気信号などを伝送する２
枚のフラットケーブル３，３と多数の転動体であるロー
ラ４，４…とが収納される。

【０００４】各フラットケーブル３は、その内端部３ａ
が内側ケース１の切欠部１ａに固定され、内周部３ｂが
内側ケース１の外周に時計の回転方向（以下、「時計方
向」という。）に巻回される。また、フラットケーブル
３の外端部３ｅが外側ケース２の凹部２ａに固定され、
外周部３ｄが外側ケース２の内周に沿って時計の反回転
方向（以下、「反時計方向」という。）に巻回される。
内周部３ｂと外周部３ｄとの中間部は、略Ｕ字形状に彎
曲され巻回方向が反転する反転部３ｃが設けられる。

【０００５】このように、内側ケース１側に巻回された
フラットケーブル３の内周部３ｂと外側ケース２に巻回
されたフラットケーブル３の外周部３ｄとの間に多数の
ローラ４，４…が挟まれ、隣接するローラ４，４同士は
当接する状態となる。

【０００６】この回転給電装置は以上のように構成さ
れ、次に動作について説明する。ステアリングが例えば
時計方向に回されると、ステアリングホイールに取付け
られた内側ケース１が時計方向Ａに回転する。すると、
内側ケース１に時計方向Ａに巻回されていたフラットケ
ーブル３が巻きほどかれ、フラットケーブル３の反転部
３ｃが時計方向Ａに移動しながら外側ケース２の内周に
巻き取られる。このとき、フラットケーブル３に挟まれ
ているローラ４は、図６（ａ）に示すように反時計方向
Ｂに自転しながら時計の回転方向Ａに公転する。したが
って、フラットケーブル３はローラ４によって、移動方
向が規制されながら推し進められ、空間部Ｓ内で絡んだ
り、切断したりすることなく、外側ケース２に巻き取ら
れる。

【０００７】また、ステアリングが反時計方向に回され
ると、ステアリングホイールに取付けられた内側ケース
１が時計の反回転方向Ｂに回転する。すると、内側ケー
ス１に時計方向Ａに巻回されていたフラットケーブル３
がさらに内側ケース１に反時計方向Ｂに巻取られ、フラ
ットケーブル３の反転部３ｃが反時計方向Ｂに移動しな
がら外側ケース２に巻回されていたフラットケーブル３
は巻きほどかれる。このとき、フラットケーブル３に挟
まれているローラ４は図６（ｂ）に示すように、時計方
向Ａに自転しながら反時計方向Ｂに公転する。したがっ
て、フラットケーブル３は移動方向が規制されながら推
し進められ、空間部Ｓ内で絡んだり、切断したりするこ
となく、外側ケース２から巻きほどかれる。

【０００８】このようにして、内側ケース１はフラット
ケーブル３の長さが許す範囲で時計方向Ａと反時計方向
Ｂに回転することができる。また、フラットケーブル３
はローラ４によって移動方向が規制され、略円環状の空
間部Ｓ内で蛇行することなく、内側ケース１から巻きほ
どかれ、あるいは内側ケース１に巻き取られる。したが
って、フラットケーブル３は空間部Ｓ内で絡んだり、切
断したりすることがなく、エアバッグを作動させる電装
部品とエアバッグ制御装置などの電装部品との間で電気
信号などを伝送することができる、としている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ローラ４間
は、線接触しているので、図６（ａ）（ｂ）に示すよう
に、それぞれ同じ方向に自転すると、隣接して接触して
いるローラ４同士には反対方向の摩擦力が加えられ、ロ
ーラ４はスムーズに自転することができない。

【００１０】そのため、フラットケーブル３はローラ４
によって推し進められず、ステアリングの操作性が低下
するだけでなく、空間部Ｓ内で絡んだり、切断されてし
まい、給電装置としての機能が失われることもある。こ
のような事態を防止するため、通常は各ローラ４間の摩
擦抵抗が小さくなるように、ローラ４の表面処理が行わ
れている。

【００１１】しかし、ローラ４の表面処理を行っても、
例えばグリスなどがローラ４に付着したり、温度変化に
よる結露などにより、水滴がローラ４に付着したりする
ため、隣接して接触しているローラ４，４間の摩擦が大
きくなり、ローラ４の自転が阻害されることがある。し
たがって、ローラ４，４同士が線接触して自転する以
上、隣接して線接触しているローラ４，４同士には自転
を阻害する反対方向の大きな摩擦力が加えられ、ステア
リングの操作性が低下するだけでなく、無理にステアリ
ングを操作した場合、フラットケーブル３が空間部Ｓ内
で絡んだり切断することもある。

【００１２】また、各ローラ４，４間の摩擦抵抗を小さ
くすることができたとしても、多数のローラ４，４…を
空間部Ｓ内に収納するには、その回転軸を一致させなけ
ればならないため、装置を組立てる作業性が悪いという
課題もある。

【００１３】そこで、本発明は転動体に対する摩擦力を
低減し、ケーブルがスムーズに移動することができ、か
つ、組立作業性を向上させた回転体と固定体間の伝送装
置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の回転体と固定体
間の伝送装置は、回転体と固定体間でケーブルによって
電気信号、光信号、電力等を伝送する伝送装置におい
て、相対的に回転可能に組合わされ、略円環状の空間部
を形成する内側ケース及び外側ケースと、略円環状の空
間部内に配置されるケーブル及び複数の転動体とを有
し、ケーブルは、その両端部が内側ケース及び外側ケー
スに固定され、内側ケースの外周に沿って巻回された内
周部と、外側ケースの内周に沿って巻回された外周部
と、内周部と外周部との間に連結され、巻回方向を反転
させる反転部と、を有し、転動体は、ケーブルの内周部
と外周部との間に回転可能に配置され、その形状が球体
である、ことを特徴とするものである。

【００１５】本発明によれば、転動体を球体としたこと
により、隣接して接触している転動体同士は点接触する
状態となる。したがって、隣接する転動体が自転して
も、反対方向に加えられる摩擦力は小さくなる。

【００１６】上記各転動体を収納する凹部を矩形波状に
形成した略円環状のセパレータが、略円環状の空間部内
に配置されていてもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係る回転体と固定体間の
伝送装置を図１及び図２を参照しながら説明する。ただ
し、従来と同一部分は同一符号を附して、その説明を省
略する。また、簡単のため、ケーブルとして、複数の導
体をフラット状に並べ、これら導体をラミネートフィル
ム等で絶縁したフラットケーブルを用い、フラットケー
ブル３は１枚のみ空間部Ｓ内に配置した場合について説
明する。

【００１８】本発明に係る回転体と固定体間の伝送装置
は、内側ケース１と外側ケース２とで形成される空間部
Ｓ内に配置される転動体５を球体としたことを特徴とす
るものである。なお、内側ケース１、外側ケース２及び
転動体５は合成樹脂（例えば、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリプロピレン、ナイロン）等により形成され
る。図２にも示すように、空間部Ｓの径方向の内寸Ｘが
軸方向の内寸Ｙよりも少しだけ長いときは、空間部Ｓ内
に配置される転動体５の外径Ｄは、短い方の空間部Ｓの
軸方向の内寸Ｙと略同じで、転動体５と内側ケース１の
外周及び外側ケース２の内周との間でフラットケーブル
３が移動することができるようにされている。他の構成
は従来と同一であるため、次に動作について説明する。

【００１９】ステアリングが時計方向に回されると、内
側ケース１が時計方向Ａに回転する。すると、フラット
ケーブル３は、内側ケース１に時計方向に巻回された内
周部３ｂが巻きほどかれ、反転部３ｃが時計方向Ａに移
動し、外周部３ｄが外側ケース２に巻き取られる。また
ステアリングが反時計方向に回されると、内側ケース１
が反時計方向Ｂに回転する。すると、フラットケーブル
３は、内周部３ｂが内側ケース１に巻き取られ、反転部
３ｃが反時計方向Ｂに移動しながら外側ケース２に巻回
されていた外周部３ｄが巻きほどかれる。

【００２０】いずれの場合であっても、転動体５がそれ
ぞれ反時計方向Ｂ又は時計方向Ａに自転しながら時計方
向Ａ又は反時計方向Ｂに公転する。したがって、フラッ
トケーブル３は転動体５によって移動方向が規制されな
がら推し進められ、空間部Ｓ内で絡んだり、切断したり
することがない。しかも、隣接する転動体５，５同士は
点接触し、反対方向に加えられる摩擦力は小さくなり、
フラットケーブル３はスムーズに移動する。

【００２１】次に、本発明の変形例を図３及び図４を参
照しながら説明する。この変形例は図４にも示すよう
に、フラットケーブル３の幅が狭い場合に好適なもので
ある。フラットケーブル３の幅が狭いと、その幅に合わ
せて、空間部Ｓの軸方向の内寸Ｙを短くする方が合理的
である。したがって、空間部Ｓ内に配置される転動体５
の外径Ｄは、空間部Ｓの軸方向の内寸Ｙと略同じく小さ
いものとされ、転動体５と内側ケース１の外周及び外側
ケース２の内周との間に大きな間隔が作られる。したが
って、転動体５は大きな間隔が作られた空間部Ｓ内で勝
手な方向に移動することができるようになる。

【００２２】そこで、その間隔内にセパレータ６を配置
することにより、転動体５の動きが規制されるようにす
る。このセパレータ６は、合成樹脂（例えば、ポリブチ
レンテレフタレート、ポリプロピレン、ナイロン）等に
より形成される。セパレータ６は転動体５を１個ずつ収
納する凹部６ａを矩形波状に形成するとともに、円環状
に彎曲させ空間部Ｓ内に配置される。ただし、セパレー
タ６には不連続部６ｂが形成され、この不連続部６ｂに
フラットケーブル３の反転部３ｃを位置させる。したが
って、フラットケーブル３が１枚のときは、セパレータ
６の不連続部６ｂは１か所に設け、フラットケーブル３
が２枚のときは、セパレータ６の不連続部６ｂは２か所
に設ける。

【００２３】この変形例によれば、ステアリングが時計
方向又は反時計方向に回されることにより、内側ケース
１が時計方向Ａ又は反時計方向Ｂに回転し、転動体５が
反時計方向Ｂ又は時計方向Ａに自転しながらは時計方向
Ａ又は反時計方向Ｂに公転する。この転動体５の動きに
よって、フラットケーブル３は転動体５によって移動方
向が規制されながら推し進められ、空間部Ｓ内で絡んだ
り、切断したりすることがない。また、セパレータ６も
転動体５の動きに同期して、転動体５とともに周回運動
を行う。セパレータ６と転動体５とは点接触しているた
め、両者の間で生じる摩擦力は小さく、ステアリングを
回す動作に支障が生じることはない。

【００２４】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事
項の範囲内において、種々の変更が可能である。例え
ば、上記の実施の形態では簡単のためフラットケーブル
は１枚の場合について説明したが、２枚であっても同様
に実施することができる。また、本発明に係る回転体と
固定体間の伝送装置は回転給電装置に限らず、相対的に
回転するものをフラットケーブルによって連結するもの
において実施することができる。さらに内側ケースが固
定され、外側ケースが回転するものや、両ケースが回転
するものにおいても実施することができる。

【００２５】なお、軽量化のため、転動体５を中空に形
成すると、よりスムーズに動かすことができるので好ま
しい。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、内側ケースと外側ケー
スとで作られる空間部内にケーブルと転動体が配置さ
れ、その転動体を球体としたことにより、小さな摩擦力
でケーブルが推し進められるようにすることができる。
したがって、ケーブルが空間部内で絡んだり、切断する
ことはない。しかも隣接する転動体である球体間の摩擦
力が小さいことにより、ステアリングの操作性が向上す
る。また転動体を球体とすることにより、装置を組立て
るときに、方向性を考慮する必要がなく、組立作業性が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転体と固定体間の伝送装置の横
断面図である。

【図２】本発明に係る回転体と固定体間の伝送装置の縦
断面図である。

【図３】本発明の変形例に係る回転体と固定体間の伝送
装置の横断面図である。

【図４】本発明の変形例に係る回転体と固定体間の伝送
装置の縦断面図である。

【図５】従来の回転給電装置の横断面図である。

【図６】（ａ）はローラが時計方向に公転している状態
の要部概略図であり、（ｂ）はローラが反時計方向に公
転している状態の要部概略図である。

【符号の説明】

１：内側ケース ２：外側ケース ３：フラットケーブル ３ａ：内端部 ３ｂ：内周部 ３ｃ：反転部 ３ｄ：外周部 ３ｅ：外端部 ５：転動体（球体） ６：セパレータ ６ａ：凹部 Ｓ：空間部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体と固定体間でケーブルによって電気
   信号、光信号、電力等を伝送する伝送装置において、 相対的に回転可能に組合わされ、略円環状の空間部を形
   成する内側ケース及び外側ケースと、前記略円環状の空
   間部内に配置されるケーブル及び複数の転動体とを有
   し、 前記ケーブルは、その両端部が前記内側ケース及び外側
   ケースに固定され、内側ケースの外周に沿って巻回され
   た内周部と、外側ケースの内周に沿って巻回された外周
   部と、内周部と外周部との間に連結され、巻回方向を反
   転させる反転部と、を有し、 前記転動体は、前記ケーブルの内周部と外周部との間に
   回転可能に配置され、その形状が球体である、 ことを特徴とする回転体と固定体間の伝送装置。
2. 【請求項２】前記各転動体を収納する凹部を矩形波状に
   形成した略円環状のセパレータが、前記略円環状の空間
   部内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載
   の回転体と固定体間の伝送装置。