KR101294403B1 - 회전 커넥터 - Google Patents

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KR101294403B1
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도시아키 아사쿠라
세이시 다카하시
야스히사 오스미
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알프스 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

과제
유성 톱니바퀴와 다른 톱니바퀴를 원활하게 동작시킬 수 있어, 덜컹거리는 소리가 발생하지 않도록 한 회전 커넥터를 제공한다.
해결 수단
외통체 (21) 를 갖는 고정 하우징 (1) 과, 고정 하우징 (1) 과 동축에 배치되고 외통체 (21) 와 대향하는 내통체 (32) 를 갖는 가동 하우징 (2) 을 갖고, 대향하는 외통체 (21) 와 내통체 (32) 사이에는 고리형 공간부 (5) 가 형성됨과 함께, 고리형 공간부 (5) 에 플랫 케이블 (3) 을 감아 수납하고, 고정 하우징 (1) 의 외통체 (21) 에는 내주면을 따른 내부 톱니바퀴 (12) 가 형성되고, 가동 하우징 (2) 의 내통체 (31) 에는 외주면을 따른 태양 톱니바퀴 (10) 가 형성되고, 태양 톱니바퀴 (10) 와 내부 톱니바퀴 (12) 사이에는, 태양 톱니바퀴 (10) 와 내부 톱니바퀴 (12) 양방에 맞물리고, 고정 하우징 (1) 의 저판부 (26) 의 내면을 따라 이동 가능한 유성 톱니바퀴 (11) 가 형성되고, 유성 톱니바퀴 (11) 와 태양 톱니바퀴 (10) 는, 톱니바퀴의 내측에 둘레 방향을 따라 복수의 공극부 (10e, 11e) 를 갖는다.

Description

회전 커넥터 {ROTARY CONNECTOR}
본 발명은 고정체와 회전체 사이에서 전기 신호 등을 전송할 수 있는 회전 커넥터에 관한 것으로, 특히 고정 하우징과 가동 하우징 사이에 유성 (遊星) 톱니바퀴를 개재시켜 서로 자유롭게 회전할 수 있게 한 회전 커넥터에 관한 것이다.
자동차 등에 있어서는 고정체와 회전체 사이에서 전기 신호나 광 신호를 전송하거나 혹은 전력을 공급하거나 하기 위해 회전 커넥터가 사용된다. 구체적으로는, 핸들에 에어백을 형성하거나 오디오 등의 조작을 실시하기 위한 스위치를 형성하거나 한 경우에는, 회전체인 핸들측과 고정체인 차량측 사이에서 전기적인 통신 등을 실시할 필요가 있어, 여기에 회전 커넥터가 설치된다.
회전 커넥터는 고정체측의 고정 하우징과, 회전체측의 가동 하우징을 동일축 상에 배치하고, 고정 하우징에 형성되는 외통체와 가동 하우징에 형성되는 내통체 사이에 고리형 공간부를 형성하고, 이 고리형 공간부에 플랫 케이블을 감아 수납한다. 플랫 케이블은 양 단부가 각각 고정 하우징측과 가동 하우징측에 접속되어 있어, 회전체의 회전에 수반하여 가동 하우징이 회전하면, 플랫 케이블이 조여지거나 혹은 느슨해지며, 회전체의 회전에 관계없이 고정체측과의 전기적 접속을 유지한다.
이와 같은 회전 커넥터에 있어서는, 플랫 케이블을 권회 도중에 반전시킴으로써, 회전 커넥터의 동일한 회전 가능한 범위를 얻는 데에 필요한 플랫 케이블의 길이를 짧게 할 수 있다. 이와 같은 회전 커넥터로는, 예를 들어 특허문헌 1 에 예시하는 것과 같은 것이 있다.
일본 공개실용신안공보 평6-50283호
플랫 케이블을 반전시켜 짧게 한 회전 커넥터에서는, 고정 하우징에 내부 톱니바퀴 (아우터 기어) 가, 가동 하우징에 태양 톱니바퀴 (선 기어) 가 각각 형성되어 서로 대향하고, 이들 내부 톱니바퀴와 태양 톱니바퀴 양방에 맞물리는 유성 톱니바퀴 (플래니터리 기어) 가 형성됨과 함께, 유성 톱니바퀴에는 플랫 케이블의 반전 상태를 유지하는 반전 유지부를 구비한 구성이 채용되고 있다.
그러나, 이 경우에 원활한 동작을 이루기 위해서는, 톱니바퀴의 변형 등도 고려하여 유성 톱니바퀴와 내부 톱니바퀴 및 태양 톱니바퀴 사이에 어느 정도의 백래쉬가 필요해진다. 이 때문에, 자동차가 진동하거나 했을 때에 톱니바퀴끼리가 충돌하여 덜컹거리기 때문에, 덜컹거리는 소리를 발생시키는 원인이 된다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 유성 톱니바퀴와 다른 톱니바퀴를 원활하게 동작시킬 수 있어, 덜컹거리는 소리가 발생하지 않도록 한 회전 커넥터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 청구항 1 에 관련된 회전 커넥터는, 외통체 및 저판부를 갖는 고정 하우징과, 고정 하우징과 동일축 상에 배치되고 외통체와 대향하는 내통체를 갖는 가동 하우징을 갖고, 대향하는 외통체와 내통체 사이에는 고리형 공간부가 형성됨과 함께, 고리형 공간부에 플랫 케이블을 감아 수납한 회전 커넥터에 있어서,
고정 하우징의 내면에, 내부 톱니바퀴가 형성되고, 가동 하우징의 내통체에, 상기 내부 톱니바퀴와 동일축 상에 배치되고 그 내부 톱니바퀴와 대향하는 태양 톱니바퀴가 형성되고, 태양 톱니바퀴와 내부 톱니바퀴에 맞물려 자전 및 공전하는 유성 톱니바퀴가 상기 저판부 상에 회동 (回動) 가능하게 형성되어 있고,
유성 톱니바퀴, 내부 톱니바퀴 및 태양 톱니바퀴 중 적어도 1 개는, 둘레 방향을 따라 복수의 공극부를 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하여 구성되어 있다.
또, 본 발명의 청구항 2 에 관련된 회전 커넥터는, 고리형 공간부에, 유성 톱니바퀴를 회전 가능하게 지지함과 함께, 플랫 케이블의 권회 방향이 반전되는 상태를 유지하는 반전 유지부가 회동 가능하게 형성된 것을 특징으로 하여 구성되어 있다.
또한, 본 발명의 청구항 3 에 관련된 회전 커넥터는, 반전 유지부는, 유성 톱니바퀴를 회전 가능하게 지지하는 회전링체와, 회전링체에 형성된, 플랫 케이블을 반전시키기 위한 개구부로 구성되는 것을 특징으로 하여 구성되어 있다.
또한, 본 발명의 청구항 4 에 관련된 회전 커넥터는, 태양 톱니바퀴는, 외주를 따라 이가 형성된 링 형상의 외측 기부와, 외측 기부의 내측에 형성되는 내측 기부를, 복수의 연결부로 연결하여 이루어지고, 이들 복수의 연결부 사이에 복수의 공극부 각각이 형성되는 것을 특징으로 하여 구성되어 있다.
그리고, 본 발명의 청구항 5 에 관련된 회전 커넥터는, 유성 톱니바퀴는, 저판부 및 회전링체 중 적어도 일방에 탄성적으로 맞닿는 탄접부를 갖고, 회전링체는, 회전링체의 직경 방향의 안쪽 및 바깥쪽에서 플랫 케이블의 하단부를 지지하는 플랜지부를 갖고, 내통체는, 플랜지부와 슬라이딩 접촉하는 맞닿음면부를 갖는 것을 특징으로 하여 구성되어 있다.
또, 본 발명의 청구항 6 에 관련된 회전 커넥터는, 탄접부는, 공극부 안을 향하여 연장되는 탄성 아암부인 것을 특징으로 하여 구성되어 있다.
본 발명의 청구항 1 에 관련된 회전 커넥터에 의하면, 유성 톱니바퀴, 내부 톱니바퀴 및 태양 톱니바퀴 중 적어도 1 개가, 둘레 방향을 따라 복수의 공극부를 가짐으로써, 직경 방향으로 탄성 변형될 수 있게 되기 때문에, 온도 변화 등에 대응하기 위한 백래쉬를 각 톱니바퀴 사이에 설정할 필요가 없어져, 백래쉬를 형성하지 않아도, 유성 톱니바퀴와 다른 톱니바퀴를 원활하게 동작시킬 수 있어 덜컹거리는 소리가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또, 각 톱니바퀴 사이에 이물질이 침입해도, 각 톱니바퀴의 맞물림에 지장을 일으키는 것을 회피할 수 있어, 원활하게 동작시킬 수 있다.
또, 본 발명의 청구항 2 에 관련된 회전 커넥터에 의하면, 가동 하우징의 회전 방향이나 회전 속도에 관계없이, 플랫 케이블의 반전 형상을 안정적으로 유지할 수 있기 때문에, 플랫 케이블의 변형에 의한 지장이 잘 생기지 않게 하여, 회전 커넥터의 품질 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 3 에 관련된 회전 커넥터에 의하면, 개구부를 복수 형성하였기 때문에, 반전된 복수 장의 플랫 케이블을 적은 부재로 용이하게 감을 수 있어, 저비용화할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 4 에 관련된 회전 커넥터에 의하면, 유성 톱니바퀴가 직경 방향으로 치우지지 않고 탄성 변형될 수 있게 되기 때문에, 각 톱니바퀴를 보다 원활하게 맞물리게 하여 덜컹거리는 소리가 발생하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 청구항 5 에 관련된 회전 커넥터에 의하면, 회전링체가 가동 하우징에 탄접된 상태를 유지할 수 있어, 플랫 케이블이 상하로 흔들리는 스페이스를 좁게 할 수 있기 때문에, 비록 회전 커넥터가 상하로 진동해도, 회전링체 및 플랫 케이블에 의한 덜컹거리는 소리를 매우 작게 억제할 수 있다.
또, 본 발명의 청구항 6 에 관련된 회전 커넥터에 의하면, 간단한 구성으로 유성 톱니바퀴에 축 방향에 있어서의 탄성을 갖게 할 수 있어, 덜컹거리는 소리를 더욱 효율적으로 방지할 수 있다.
도 1 은 본 실시형태에 있어서의 회전 커넥터의 분해 사시도이다.
도 2 는 각 톱니바퀴의 배치 상태를 나타낸 평면도이다.
도 3 은 유성 톱니바퀴를 일측에서 본 사시도이다.
도 4 는 유성 톱니바퀴를 타측에서 본 사시도이다.
도 5 는 변형된 유성 톱니바퀴와 태양 톱니바퀴 및 내부 톱니바퀴의 맞물림 상태를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 6 은 회전 커넥터의 종단면도 중, 유성 톱니바퀴가 존재하는 위치의 단면도이다.
도 7 은 가동 하우징과 태양 톱니바퀴의 분해 사시도이다.
도 8 은 고정 하우징을 구성하는 상측 케이스의 사시도이다.
도 9 는 도 8 중 도출(導出)부 부근의 확대도이다.
도 10 은 도 9 의 상태로부터 플랫 케이블을 고리형 공간부로 도출시킨 상태의 사시도이다.
도 11 은 플랫 케이블이 절단된 상태의 확대 사시도이다.
본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 따라 상세하게 설명한다. 도 1 은 본 실시형태에 있어서의 회전 커넥터의 분해 사시도이다. 또, 도 6 은 회전 커넥터의 종단면도 중, 유성 톱니바퀴가 존재하는 위치의 단면도이다. 본 실시형태의 회전 커넥터는, 자동차의 스티어링 칼럼부에 고정되는 고정 하우징 (1) 과, 핸들과 함께 회전하는 가동 하우징 (2) 을 갖고, 이들 사이에서 전기적 접속을 이루는 플랫 케이블 (3) 이, 고정 하우징 (1) 과 가동 하우징 (2) 사이에 형성되는 고리형 공간부 (5) (도 6) 내에 감겨 조여져 구성된다.
고정 하우징 (1) 은, 외통체 (21) 를 갖는 상측 케이스 (20) 와, 저판부 (26) 를 갖는 하측 케이스 (25) 를, 스냅 결합 등에 의해 연결ㆍ일체화하여 형성된다. 상측 케이스 (20) 에는, 외통체 (21) 의 상단으로부터 안쪽으로 돌출되는 대략 링상을 이루는 링부 (22) 가 형성되어 있다. 링부 (22) 는, 외통체 (21) 의 외주로부터 바깥쪽으로 돌출되는 상부 접속부 (23) 를 일체적으로 구비하고 있다.
하측 케이스 (25) 는, 저판부 (26) 의 외측 가장자리부로부터 세워 설치된 벽부 (25a) 를 구비하고, 그 내주벽에는 내부 톱니바퀴 (12) 가 형성되어 있다. 내부 톱니바퀴 (12) 에는 유성 톱니바퀴 (11) 가 맞물리고, 유성 톱니바퀴 (11) 는 가동 하우징 (2) 에 형성되는 태양 톱니바퀴 (10) 에 맞물린다. 각 톱니바퀴의 구성에 대해서는 이후에 상세하게 서술한다. 하측 케이스 (25) 는 스티어링 샤프트를 삽입 통과시키는 개구부 (27) 를 갖는다. 유성 톱니바퀴 (11) 는, 이 저판부 (26) 의 내면 상에서 자전 및 공전한다.
또, 하측 케이스 (25) 에는, 상측 케이스 (20) 와 일체화되었을 때에 상부 접속부 (23) 와 일체화되는 하부 접속부 (28) 가 외주측에 형성되어 있다. 하부 접속부 (28) 에는, 고정측으로 인출된 플랫 케이블 (3) 을 차량측으로 전기적으로 접속시키기 위한 커넥터 (도시 생략) 가 형성된다.
가동 하우징 (2) 은, 상부 로터 (30) 와 하부 로터 (35) 로 구성된다. 상부 로터 (30) 는, 고리형 공간부 (5) 의 상방에 위치하는 링상의 천판부 (31) 와, 천판부 (31) 의 내측 가장자리부로부터 하측 케이스 (25) 의 저판부 (26) 측을 향하여 돌출되어 형성된 내통체 (32) 를 갖고 있다. 내통체 (32) 는, 외통체 (21) 와 동일축 상에 배치되고, 고리형 공간부 (5) 를 개재하여 외통체 (21) 의 내주면과 대향한다. 한편, 하부 로터 (35) 는, 링상의 링부 (36) 와, 링부 (36) 의 내측 가장자리부로부터 세워 설치된 통상부 (37) 를 갖고 있다.
가동 하우징 (2) 의 천판부 (31) 는, 플랫 케이블 (3) 의 내단부에 접속된 리드 블록 (도시 생략) 을 수납하는 가동측 접속부 (33) 를 갖는다. 리드 블록에는, 예를 들어 스티어링부측의 에어백 시스템이나 혼 스위치 회로 등에 접속된 외부 커넥터 (도시 생략) 가 접속된다. 또, 고정 하우징 (1) 내에 삽입된 상부 로터 (30) 의 내통체 (32) 에는, 하측 케이스 (25) 의 개구부 (27) 로부터 삽입된 하부 로터 (35) 의 통상부 (37) 가 스냅 결합에 의해 연결된다. 이와 같이, 상부 로터 (30) 와 하부 로터 (35) 를 연결하면, 하부 로터 (35) 의 링부 (36) 가, 하측 케이스 (25) 의 저판부 (26) 의 외면에 대해 맞닿아, 가동 하우징 (2) 이 고정 하우징 (1) 에 대해 회전 가능하게 지지된다.
플랫 케이블 (3) 은, 도체선이 가요성을 갖는 수지 필름에 의해 피복되어 있다. 본 실시형태에서는, 제 1 플랫 케이블 (3a) 과 제 2 플랫 케이블 (3b) 이, 고리형 공간부 (5) 내에 수납되어 감긴다. 제 1 플랫 케이블 (3a) 은, 제 1 반전부 (3c) 를 개재하여 권회 방향이 반전되고, 제 2 플랫 케이블 (3b) 은, 제 2 반전부 (3d) 를 개재하여 권회 방향이 반전된다.
각 플랫 케이블 (3) 은, 내단부가 가동 하우징 (2) 에 고정되고, 외단부가 고정 하우징에 고정된다. 그리고, 가동 하우징 (2) 을 고정 하우징 (1) 에 대해 회전시키면, 각 플랫 케이블 (3) 은, 내통체 (32) 의 외주면측에 감겨, 외주면측으로부터 조출 (繰出) 된다.
도 6 에 나타내는 바와 같이 고리형 공간부 (5) 에는, 회전링체 (4 ; 반전 유지부) 가 저판부 (26) 의 내면 상에 배치된다. 회전링체 (4) 에는, 유성 톱니바퀴 (11) 가 회전 가능하게 지지된다. 따라서, 가동 하우징 (2) 이 회전하면, 유성 톱니바퀴 (11) 가 자전 및 공전하는 것에 수반하여, 회전링체 (4) 가 회동된다. 또한, 회전링체 (4) 는, 링상의 본체부 (40) 를 구비하고, 본체부 (40) 의 둘레 방향의 상이한 위치에, 제 1 플랫 케이블 (3a) 의 제 1 반전부 (3c) 를 삽입 통과시키는 제 1 개구부 (41 ; 반전 유지부) 와, 제 2 플랫 케이블 (3b) 의 제 2 반전부 (3d) 를 삽입 통과시키는 제 2 개구부 (42 ; 반전 유지부) 를 갖고 있다. 이 때문에, 각 플랫 케이블 (3) 의 제 1 반전부 (3c) 와 제 2 반전부 (3d) 는, 가동 하우징 (2) 의 회전 위치에 관계없이, 제 1 및 제 2 개구부 (41, 42) 에 의해 각 반전 형상이 유지된다. 여기서, 본체부 (40) 는, 외통체 (21) 와 내벽과 내통체 (32) 의 외벽에 대향하는 둘레벽부 (40a) 를 갖는다. 또한, 반전 유지부로는, 회전링체 (4) 및 제 1ㆍ제 2 개구부 외에, 예를 들어, 유성 톱니바퀴 (1) 에 돌출되도록 형성한 원주체, 원통체, 또는 회전 가능한 롤러 등을 적용할 수 있으며, 플랫 케이블 (3) 의 반전부 (제 1 반전부 (3c, 3d)) 의 내측에 배치된다. 이와 같은 구성에 의해, 가동 하우징 (2) 의 회전 방향이나 회전 속도에 관계없이, 플랫 케이블 (3) 의 제 1 및 제 2 반전부 (3c, 3d) 의 형상을 안정적으로 유지할 수 있기 때문에, 플랫 케이블 (3) 이 변형되는 지장이 잘 생기지 않게 하여, 회전 커넥터의 품질 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 개구부를 복수 형성하였기 때문에, 반전된 복수 장의 플랫 케이블 (3) 을 적은 부재로 용이하게 감을 수 있어 저비용화할 수 있다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 가동 하우징 (2) 의 내통체 (32) 에 있어서, 하측 케이스 (25) 의 저판부 (26) 와 대향하는 제 1 대향면 (32a) 에 태양 톱니바퀴 (10) 가 장착된다. 또한, 제 1 대향면 (32a) 에 대해서는 상세하게 후술한다. 도 7 은 가동 하우징 (2) 과 태양 톱니바퀴 (10) 의 분해 사시도이다. 태양 톱니바퀴 (10) 는, 링상의 내측 기부 (10b) 와 외측 기부 (10c) 가 복수의 연결부 (10d) 로 연결되어 이루어지고, 외측 기부 (10c) 의 외주면에는 전체 둘레에 걸쳐 이 (10a) 가 형성되어 있다. 가동 하우징 (2) 이 고정 하우징 (1) 에 대해 회전 가능하게 지지되면, 태양 톱니바퀴 (10) 는 고정 하우징 (1) 의 내부 톱니바퀴 (12) 와 직경 방향에 있어서 대향한다.
도 2 는 각 톱니바퀴의 배치 상태를 나타낸 평면도이다. 유성 톱니바퀴 (11) 는, 동일축 상에 배치된 태양 톱니바퀴 (10) 와 내부 톱니바퀴 (12) 에 맞물려 있다. 따라서, 유성 톱니바퀴 (11) 는, 가동 하우징 (2) 의 회전에 수반하여 자전하면서 둘레 방향으로 공전한다. 유성 톱니바퀴 (11) 의 자전 및 공전에 의해 회전링체 (4) 가 저판부 (26) 의 내면 상을 회동한다.
유성 톱니바퀴 (11) 에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3 은 유성 톱니바퀴 (11) 를 일측에서 본 사시도, 도 4 는 유성 톱니바퀴 (11) 를 타측에서 본 사시도이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 유성 톱니바퀴 (11) 는, 동일축 상에 배치된 링상의 내측 기부 (11b) 와 외측 기부 (11c) 가, 직경 방향으로 연장되는 연결부 (11d) 에 의해 연결되어 있다. 연결부 (11d) 는 둘레 방향으로 균등한 각도를 이루며 3 개 형성되고, 이들 연결부 (11d) 사이에 공극부 (11e) 가 형성된다. 외측 기부 (11c) 의 외주면에는, 전체 둘레에 걸쳐 이 (11a) 가 형성되어 있다.
내측 기부 (11b) 에는, 돌출 형성부 (11f) 가 축 방향으로 돌출되어 형성되어 있다. 돌출 형성부 (11f) 는, 회전링체 (4) 의 끼워맞춤 오목부 (44) 에 회전 가능하게 장착된다 (도 6). 유성 톱니바퀴 (11) 가 자전 및 공전하면, 고리형 공간부 (5) 내에서 회전링체 (4) 가 회동된다.
또, 내측 기부 (11b) 에는, 공극부 (11e) 안을 향하여 연장되는 탄성 아암부 (11g) 가 형성되어 있다. 탄성 아암부 (11g) (탄접부) 는, 도중에 굴곡되어 둘레 방향을 따라 연장되어 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 탄성 아암부 (11g) 의 선단부에는, 돌기부 (11h) 가 도면 중 하방, 즉 저판부 (26) 를 향하여 돌출되도록 형성되어 있다. 탄성 아암부 (11g) 는, 유성 톱니바퀴 (11) 의 다른 부위에 비해 박육상이며 캔틸레버상으로 형성되어 있기 때문에, 탄성 변형이 가능하다. 도 6 에 있어서 유성 톱니바퀴 (11) 는, 탄성 아암부 (11g) (도시 생략) 가 휨 변형된 상태로 배치되므로, 돌기부 (11h) 가 저판부 (26) 내면으로부터 항력 (반력) 을 받고 있기 때문에, 축 방향에 있어서의 상방을 향하는 탄성 지지력을 발생시키고 있다.
또한, 유성 톱니바퀴 (11) 는, 이 (11a) 의 안쪽에서, 둘레 방향을 따라 복수의 공극부 (11e) 가 형성되어 있기 때문에, 직경 방향에 대해 탄성 변형이 가능하다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 태양 톱니바퀴 (10) 는, 이 (10a) 의 안쪽에서, 각 연결부 (10d) 사이에 둘레 방향을 따라 복수의 공극부 (10e) 가 형성되어 있기 때문에, 직경 방향에 대해 탄성 변형이 가능하다.
도 5 는 유성 톱니바퀴 (11) 와 태양 톱니바퀴 (10) 및 내부 톱니바퀴 (12) 와의 맞물림 상태를 나타내는 모식적 평면도이다. 이 도면은 온도 변화 등에 의해 태양 톱니바퀴 (10) 와 내부 톱니바퀴 (12) 의 간격이 좁아진 상태를 실제보다 강조하여 나타내고 있다.
이와 같은 상태라 하더라도, 유성 톱니바퀴 (11) 는, 공극부 (11e) 를 갖고 있어 탄성 변형이 가능하고, 또한 태양 톱니바퀴 (10) 는, 공극부 (10e) 를 갖고 있어 탄성 변형이 가능하기 때문에, 유성 톱니바퀴 (11), 태양 톱니바퀴 (10) 및 내부 톱니바퀴 (12) 사이의 백래쉬를 제로로 설정해도, 각 톱니바퀴가 원활하게 맞물려 회전할 수 있다. 따라서, 차가 주행 중에 진동해도, 각 톱니바퀴는 평면 방향에서 덜컹거리지 않고 원활하게 맞물리기 때문에, 덜컹거리는 소리가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 유성 톱니바퀴 (11) 와 태양 톱니바퀴 (10) 및 내부 톱니바퀴 (12) 사이에 이물질이 침입해도, 유성 톱니바퀴 (11) 와 태양 톱니바퀴 (10) 의 탄성 변형에 의해, 이들 각 톱니바퀴의 맞물림ㆍ회전에 지장을 일으키는 것을 회피할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 유성 톱니바퀴 (11) 및 태양 톱니바퀴 (10) 에, 둘레 방향을 따라 복수의 공극부 (11e) 및 공극부 (10e) 를 형성하여 탄성 변형 가능하게 하고 있는데, 어느 일방의 톱니바퀴에 공극부를 형성하도록 해도 된다. 또, 내부 톱니바퀴 (12) 에 공극부를 형성하여, 전체 톱니바퀴가 공극부를 갖는 구성이어도 되는 것은 물론이다.
또, 유성 톱니바퀴 (11) 는, 탄성 아암부 (11g) 에 의해 발생되는 탄성 지지력에 의해 회전링체 (4) 를 밀어올려, 제 1 대향면 (32a) (내통체 (32)) 에 가압한다. 따라서, 차가 주행 중에 진동해도, 고리형 공간부 (5) 내에서 회전링체 (4) 가 상하 방향으로 덜컹거리는 경우가 없기 때문에, 덜컹거리는 소리가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
회전 커넥터의 구조를 설명한다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 고리형 공간부 (5) 내에서, 회전링체 (4) 의 내주측과 외주측에는 각각 플랫 케이블 (3) 이 감겨져 있다.
내통체 (32) 하부의 직경 방향 바깥쪽에는, 저판부 (26) (하측 케이스 (25)) 와 대향하는 제 1 대향면 (32a) 및 제 2 대향면 (32b) (맞닿음면부) 이 단차를 개재하여 형성되어 있다. 제 1 대향면 (32a) 은 직경 방향 안쪽에 형성되고, 제 2 대향면 (32b) 은 직경 방향 바깥쪽에 형성된다. 제 1 대향면 (32a) 에는, 전술한 바와 같이 태양 톱니바퀴 (10) 가 장착된다.
회전링체 (4) 는, 하단부에 안쪽 및 바깥쪽으로 돌출되는 플랜지부 (43) 를 갖는다. 또한, 안쪽으로 돌출되는 플랜지부 (43) 의 내측 가장자리부 (43a) 는, 내통체 (32) 의 외주벽보다 직경 방향 내측에 위치한다. 한편, 바깥쪽으로돌출되는 플랜지부 (43) 의 외측 가장자리부 (43b) 는, 외통체 (21) 의 하부에 형성한 단차부에 의해 형성되는 바깥쪽 공극부 (21a) 내로 연장되어 있으며, 외통체 (21) 의 내주벽보다 직경 방향 외측에 위치한다. 따라서, 플랜지부 (43) 는, 각 플랫 케이블 (3) 의 하단부를 지지한다. 또, 플랜지부 (43) 와 전술한 둘레벽부 (40a) 에 의해, 각 플랫 케이블이 상하 및 직경 방향으로 이동할 수 있는 스페이스가 좁아지기 때문에, 차가 주행 중에 상하로 진동해도, 각 플랫 케이블이 링부 (22) 및 저판부 (26) 각각의 내면에 충돌하여 발생하는 소리를 낮게 억제할 수 있다. 또, 탄성 아암부 (11g) 의 탄성 지지력에 의해 플랜지부 (43) 의 내측 가장자리부 (43a) 가 제 1 대향면 (32a) 에 항상 탄접되기 때문에, 차가 주행 중에 진동해도, 유성 톱니바퀴 (11) 및 회전링체 (4) 가 상하 방향으로 덜컹거리는 경우가 없어, 덜컹거리는 소리가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 의한 회전 커넥터는, 유성 톱니바퀴 (11), 태양 톱니바퀴 (10) 및 내부 톱니바퀴 (12) 사이의 백래쉬를 제로로 설정해도 각 톱니바퀴가 덜컹거림 없이 원활하게 맞물리기 때문에, 차가 주행 중에 진동해도, 각 톱니바퀴끼리에 의한 덜컹거리는 소리가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또, 유성 톱니바퀴 (11) 에 형성한 회전링체 (4) 가 탄성 아암부 (11g) 에 의해 축 방향 상방에 탄성 지지되므로, 플랜지부 (43) 의 내측 가장자리부 (43a) 가 제 2 대향면 (32b) 에 항상 탄접되기 때문에, 차가 주행 중에 상하로 진동해도, 유성 톱니바퀴 (11) 및 회전링체 (4) 가 상하 방향으로 덜컹거리는 경우가 없어, 덜컹거리는 소리가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 태양 톱니바퀴 (10) 의 장착 구조에 대하여 설명한다. 전술한 바와 같이, 태양 톱니바퀴 (10) 는 내통체 (32) (가동 하우징 (2)) 의 제 1 대향면 (32a) (도 6) 에 장착된다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 태양 톱니바퀴 (10) 에는, 내측 기부 (10b) 에 핀상의 볼록부 (10f) 가 회전축 방향으로 돌출되어 형성되도록 형성되어 있다. 볼록부 (10f) 는, 태양 톱니바퀴 (10) 의 둘레 방향 3 지점에 형성되어 있으며, 태양 톱니바퀴 (10) 및 내통체 (32) 의 축 방향을 따라 연장되도록 돌출되어 있다. 내통체 (21) 의 제 1 대향면 (32a) 에 둘레 방향 3 지점에 오목부 (34) 가 형성되어 있으며, 볼록부 (10f) 와 오목부 (34) 가 끼워맞춰진다.
다음으로, 도 6 에 기초하여 고정 해제 수단 (6) 에 대하여 설명한다. 고정 해제 수단 (6) 은, 제 1 대향면 (32a) (내통체 (32)) 에 형성한 오목부 (34) 와, 태양 톱니바퀴 (10) 의 볼록부 (10f) 와, 볼록부 (10f) 의 밑부분에 형성된 절결 (10g) 에 의해 구성되어 있다. 이 절결 (10g) 은, 태양 톱니바퀴 (10) 의 축 방향과 직교하는 방향을 향하여 파고들도록 형성되어 있다. 또, 절결 (10g) 의 형상 및 깊이 등은, 볼록부 (10f) 에 대해 경도 (傾倒) 방향으로 소정의 힘이 가해질 때에 절결 (10g) 이 파단되도록 설정되어 있다. 따라서, 태양 톱니바퀴 (10) 와 가동 하우징 (2) 사이에 소정의 힘 이상의 비틀림 하중 (토크) 이 가해지면, 볼록부 (10f) 가 절결 (10g) 에 의해 파단되고, 태양 톱니바퀴 부재 (10) 와 가동 하우징 (2) 의 고정 상태가 해제되어, 가동 하우징 (2) 은 태양 톱니바퀴 부재 (10) 에 대해 자유롭게 회전할 수 있게 된다.
따라서, 이물질의 침입 등에 의해 유성 톱니바퀴 (11) 가 로크된 경우라 하더라도, 고정 해제 수단 (6) 에 의해 가동 하우징 (2) 이 회전할 수 있게 되어, 가동 하우징 (2) 과 연결된 핸들도 회전 조작이 가능해지기 때문에, 핸들 조작이 로크되는 위험성을 회피할 수 있다.
고정 해제 수단 (6) 에 대해서는, 본 실시형태에서 나타낸 구성으로는 한정되지 않는다. 예를 들어, 가동 하우징 (2) (제 1 대향면 (32a)) 의 오목부 (34) 를 볼록부로 하고, 태양 톱니바퀴 (10) 의 볼록부 (10f) 를 오목부로 해도 된다. 또, 본 실시형태에서는 오목부 (34) 와 볼록부 (10f) 의 방향이 축 방향으로 연장되어 있는데, 직경 방향으로 연장되도록 형성되어도 된다.
다음으로, 플랫 케이블 (3) 의 절단 구조에 대하여 설명한다. 가동 하우징 (2) 이 고정 하우징 (1) 에 대해 회전 중립 위치에 없는 회전 커넥터가 자동차의 핸들에 장착되는 경우가 극히 드물게 있다. 이와 같은 경우, 핸들 조작에 의해 가동 하우징 (2) 이 과회전되면, 유성 톱니바퀴 (11) 와 태양 톱니바퀴 (10) 및 내부 톱니바퀴 (12) 가 정상적으로 맞물리지 않는 상태에서 헛도는 톱니 점프가 발생하여, 가동 하우징 (2) 이 회전될 우려가 있다. 헛도는 것이 발생하면, 가동 하우징 (2) 이 회전 중립 위치에 없는 상태가 더욱 계속된다는 문제가 있다. 본 실시형태의 예에 의한 회전 커넥터에는, 이와 같은 문제를 해결할 수 있게 하기 위해, 플랫 케이블 (3) 을 확실하게 절단하여 이상을 확실하게 검지할 수 있도록 한 절단 구조가 형성되어 있다. 도 8 은 고정 하우징 (1) 을 구성하는 상측 케이스 (20) 의 사시도를 나타내고 있다.
상측 케이스 (20) 는, 전술한 바와 같이 외통체 (21) 를 구비하고 있다. 플랫 케이블 (3) 을 고리형 공간부 (5) 로 도출시키기 위해, 외통체 (21) 에는 도출부 (60) 가 형성되어 있다. 도출부 (60) 는, 외통체 (21) 의 벽면에 플랫 케이블 (3) 을 삽입 통과시키는 안내 경로 (61) 이다.
도 9 는 도 8 의 도출부 (60) 부근의 확대도를 나타내고 있다. 도출부 (60) 에는, 안내 경로 (61) 에 있어서 대향하는 2 개의 벽 중, 고리형 공간부 (5) 측에 배치되는 벽에 파단부 (62) 가 형성되어 있다. 파단부 (62) 는 계단상으로 형성되고 있으며, 세로변 부분은 예리한 커터상으로 되어 있다.
외통체 (21) 의 내벽에는, 파단부 (62) 근방에 유지부 (63) 가 형성되어 있다. 유지부 (63) 는, 외통체 (21) 의 내벽과 이격되어 대향하는 안내벽부 (63a) 와, 외통체 (21) 의 내벽으로부터 안내벽부 (63a) 측으로 돌출되는 유지벽부 (63b) 와, 이들 안내벽부 (63a) 와 유지벽부 (63b) 사이의 간극으로서 형성되는 삽입 통과부 (63c) 로 구성된다.
도 10 은 도 9 의 상태로부터 플랫 케이블 (3) 을 고리형 공간부 (5) 로 도출시킨 상태의 사시도를 나타내고 있다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 플랫 케이블 (3) 은, 도출부 (60) 의 안내 경로 (61) 를 삽입 통과하여 고리형 공간부 (5) 내로 도출되고, 거기에서 반전하여 고리형 공간부 (5) 내에 감겨져 있다. 플랫 케이블 (3) 이 반전되고 있는 부분인 되꺾임부 (3e) 는, 그 내측에 위치하는 파단부 (62) 와 대향한다.
고리형 공간부 (5) 내로 도출된 플랫 케이블 (3) 은, 유지부 (63) 를 구성하는 삽입 통과부 (63c) 에 삽입 통과되고, 그 전방에서 안내벽부 (63a) 를 따름과 함께, 절곡부 (3f) 에서 되접어 꺾이고, 유지벽부 (63b) 에 맞부딪치는 위치에서 절곡부 (3g) 에 의해 다시 되접어 꺾이고, 그 끝은 외통체 (21) 의 내벽을 따라 배치된다.
도 10 에 있어서, 가동 하우징 (2) 의 과회전에 의해 플랫 케이블 (3) 이 힘 (F) 에 의해 잡아 당겨진 경우, 힘 (F) 이 커져 후술하는 유지력에 이르면, 먼저 유지부 (63) 의 되꺾임 상태가 해제되고, 그 직후에, 되꺾임부 (3e) 가 순간적으로 잡아 당겨진다. 그 때, 플랫 케이블 (3) 은, 되꺾임부 (3e) 가 파단부 (62) 에 순간적으로 충돌되어 절단된다. 유지부 (63) 에 있어서의 플랫 케이블 (3) 의 유지력은, 플랫 케이블 (3) 과 외통체 (21) 의 내벽 및 안내벽부 (63a) 의 마찰력, 되꺾은 플랫 케이블 (3) 끼리의 마찰력, 및 플랫 케이블 (3) 의 되꺾은 상태를 해제할 때의 변형에 대한 항력 등에 의해 정해진다. 따라서, 유지력은, 플랫 케이블 (3) 의 기계적 성질이나 절곡 횟수 등에 의해 설정된다.
도 11 은 플랫 케이블 (3) 이 절단된 상태의 확대 사시도를 나타내고 있다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 플랫 케이블 (3) 이 절단되면, 전기적인 접속이 완전히 절단되기 때문에, 검사시에 있어서 확실하게 이상으로서 검출할 수 있다.
가동 하우징 (2) 에 과회전이 발생한 경우, 톱니 점프가 발생하기 전에 확실하게 플랫 케이블 (3) 을 절단하려면, 이하와 같은 힘의 관계를 설정할 필요가 있다. 톱니 점프가 발생할 때의 플랫 케이블 (3) 에 가해지는 힘을 F1, 유지부 (63) 에서 플랫 케이블 (3) 을 유지하는 힘을 F2, 파단부 (62) 에서 플랫 케이블 (3) 을 절단하는 데에 필요한 힘을 F3 으로 하면, F1 ＞ F2 ＞ F3 이 되도록 설정된다.
이 힘의 관계에 의해, 톱니 점프가 발생하는 힘 (F1) 보다 작고, 또한 유지부 (63) 에서 플랫 케이블 (3) 을 유지하는 힘 (F2) 보다 큰 힘 (F) 이 플랫 케이블 (3) 에 가해진 경우, 확실하게 유지부 (63) 에 있어서의 플랫 케이블 (3) 의 유지 상태가 해제된다. 이 경우, 파단부 (62) 에 의해 플랫 케이블 (3) 을 절단하는 데에 필요한 힘 (F3) 보다 큰 힘이 플랫 케이블 (3) 에 가해지기 때문에, 톱니 점프가 발생하는 경우가 없어, 파단부 (62) 에 의해 확실하게 플랫 케이블 (3) 이 절단된다. 또한, 플랫 케이블 (3) 에 가해지는 힘 (F) 이, 유지부 (63) 에서 플랫 케이블 (3) 을 유지하는 힘 (F2) 보다 작은 경우에는, 유지부 (63) 에 있어서의 플랫 케이블 (3) 의 유지가 유지되기 때문에, 파단부 (62) 에 의해 절단되는 경우가 없다.
이와 같이, 외통체 (21) 에 유지부 (63) 를 형성하여 상기 3 가지 힘의 관계를 적절히 설정함으로써, 이상이 있어 과회전되는 경우에는, 플랫 케이블 (3) 을 확실하게 절단하여 이상을 발견할 수 있다.
절단 구조에 있어서, 유지부 (63) 의 구성은 본 실시형태와 같이 2 개의 벽부를 형성하는 것으로는 한정되지 않는다. 예를 들어, 외통체 (21) 근방에 고정 하우징 (1) 에 있어서의 직경 방향 위치가 상이한 2 개의 핀상의 돌기를 형성해 두고, 이들 돌기에 의해 플랫 케이블 (3) 을 되접어 꺾음으로써, 플랫 케이블 (3) 을 유지하는 유지부 (63) 를 구성할 수도 있다.
또, 도 11 에 있어서, 유지부 (63) 의 구성 대신에, 파단부 (62) 의 보다 앞의 위치에서, 도면 중 쇄선으로 나타내는 바와 같은 반전 핀 (64) 을 저판부 (26) 에 세워 설치하여, 이 반전 핀 (64) 을 내측으로 하여 도면 중 쇄선의 플랫 케이블 (3) 을 반전시키도록 하고, 또한 이 반전 핀 (64) 이 F2 의 힘에 의해 꺾이도록 설정한 것이어도 된다. 이 경우, 반전 핀 (64) 이 절단 구조를 이루게 된다.
또, 외통체 (21) 의 내벽으로부터 돌출시킨 돌기에 구멍부를 형성하고, 플랫 케이블 (3) 을 구멍부에 삽입 통과시켜 되접어 꺾고, 고리형 공간부 (15) 에 감게 하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 플랫 케이블 (3) 에 소정의 F2 이상의 힘이 가해지면 돌기가 꺾인다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 적용은 본 실시형태에는 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에서 여러 가지로 적용될 수 있는 것이다.
1 : 고정 하우징
2 : 가동 하우징
3 : 플랫 케이블
4 : 회전링체 (반전 유지부)
5 : 고리형 공간부
6 : 고정 해제 수단
10 : 태양 톱니바퀴
10a : 이
10e : 공극부
10f : 볼록부
10g : 절결
11 : 유성 톱니바퀴
11a : 이
11e : 공극부
12 : 내부 톱니바퀴
21 : 외통체
26 : 저판부
32 : 내통체
32b : 맞닿음면부 (제 2 대향면 (32b))
34 : 오목부
41 : 제 1 개구부 (반전 유지부)
42 : 제 2 개구부 (반전 유지부)
43 : 플랜지부
60 : 도출부
61 : 안내 경로
62 : 파단부
63 : 유지부
63a : 안내벽부
63b : 유지벽부
63c : 삽입 통과부

Claims (6)

  1. 외통체 및 저판부를 갖는 고정 하우징과, 그 고정 하우징과 동일축 상에 배치되고 상기 외통체와 대향하는 내통체를 갖는 가동 하우징을 갖고, 대향하는 상기 외통체와 내통체 사이에는 고리형 공간부가 형성됨과 함께, 그 고리형 공간부에 플랫 케이블을 감아 수납한 회전 커넥터에 있어서,
    상기 고정 하우징의 내면에, 내부 톱니바퀴가 형성되고,
    상기 가동 하우징의 내통체에, 상기 내부 톱니바퀴와 동일축 상에 배치되고 그 내부 톱니바퀴와 대향하는 태양 톱니바퀴가 형성되고,
    그 태양 톱니바퀴와 상기 내부 톱니바퀴에 맞물려 자전 및 공전하는 유성 톱니바퀴가, 상기 저판부 상에 회동 가능하게 형성되어 있고,
    그 유성 톱니바퀴, 상기 내부 톱니바퀴 및 상기 태양 톱니바퀴 중 적어도 1 개는, 둘레 방향을 따라 복수의 공극부를 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전 커넥터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고리형 공간부에, 상기 유성 톱니바퀴를 회전 가능하게 지지함과 함께, 상기 플랫 케이블의 권회 방향이 반전되는 상태를 유지하는 반전 유지부가 회동 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 회전 커넥터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반전 유지부는, 상기 유성 톱니바퀴를 회전 가능하게 지지하는 회전링체와, 그 회전링체에 형성된, 상기 플랫 케이블을 반전시키기 위한 개구부로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전 커넥터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 태양 톱니바퀴는, 외주를 따라 이가 형성된 링 형상의 외측 기부와, 그 외측 기부의 내측에 형성되는 내측 기부를, 복수의 연결부로 연결하여 이루어지고, 이들 복수의 연결부 사이에 상기 복수의 공극부 각각이 형성되는 것을 특징으로 하는 회전 커넥터.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 유성 톱니바퀴는, 상기 저판부 및 상기 회전링체 중 적어도 일방에 탄성적으로 맞닿는 탄접부를 갖고, 상기 회전링체는, 그 회전링체의 직경 방향의 안쪽 및 바깥쪽에서 상기 플랫 케이블의 하단부를 지지하는 플랜지부를 갖고, 상기 내통체는, 상기 플랜지부와 슬라이딩 접촉하는 맞닿음면부를 갖는 것을 특징으로 하는 회전 커넥터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 탄접부는, 상기 공극부 안을 향하여 연장되는 탄성 아암부인 것을 특징으로 하는 회전 커넥터.
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