回転コネクタ
【課題】３枚以上のフラットケーブルを使用してもスムーズな巻き締め巻き戻し動作を実現した回転コネクタ。
【解決手段】ステータ部材１とロータ部材２との間の環状空間１０内に４枚のフラットケーブル３，４を途中で巻き方向を反転した状態で収納し、該フラットケーブルの反転部３ａ，４ａを環状空間の内部に回動可能に配置したホルダ５の第１、第２の開口１２，１３に個別に通過させた回転コネクタにおいて、第１の開口の周方向に沿う幅寸法を第２の開口よりも狭く設定し、第１の開口を通過する１枚の駆動側フラットケーブル３の曲げ強度を第２の開口を通過する残り３枚の従動側フラットケーブル４の曲げ強度よりも高く設定し、かつ、第１のケーブル導出部Ｐ１から導出される駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４のうち、駆動側フラットケーブルが内筒部８ｂの外周面の下側に巻かれ、その上に従動側フラットケーブルが巻かれる。
【解決手段】ステータ部材１とロータ部材２との間の環状空間１０内に４枚のフラットケーブル３，４を途中で巻き方向を反転した状態で収納し、該フラットケーブルの反転部３ａ，４ａを環状空間の内部に回動可能に配置したホルダ５の第１、第２の開口１２，１３に個別に通過させた回転コネクタにおいて、第１の開口の周方向に沿う幅寸法を第２の開口よりも狭く設定し、第１の開口を通過する１枚の駆動側フラットケーブル３の曲げ強度を第２の開口を通過する残り３枚の従動側フラットケーブル４の曲げ強度よりも高く設定し、かつ、第１のケーブル導出部Ｐ１から導出される駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４のうち、駆動側フラットケーブルが内筒部８ｂの外周面の下側に巻かれ、その上に従動側フラットケーブルが巻かれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のステアリング装置に組み込まれてエアーバッグシステム等の電気的接続手段として使用される回転コネクタに係り、特に、ステータ部材とロータ部材との間に画成される環状空間内に３枚以上のフラットケーブルが反転部を介して逆向きに巻回された回転コネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転コネクタは、外筒部を有するステータ部材に内筒部を有するロータ部材を回転自在に支持し、これら外筒部と内筒部との間に画成される環状空間内にフラットケーブルを収納・巻回したものであり、自動車のステアリング装置のように回転数が有限であるハンドルに装着されたエアーバッグ・インフレータ等の電気的接続手段として使用されている。前記フラットケーブルは絶縁フィルムに導体を担持した帯状体であり、このフラットケーブルを渦巻状に巻回した渦巻タイプと途中で反転して逆向きに巻回した反転タイプとが知られているが、後者の反転タイプの方がフラットケーブルの長さを格段に短くすることができて主流になっている。通常、このような反転タイプの回転コネクタでは１枚のフラットケーブルが用いられているが、２枚以上のフラットケーブルに導体を振り分けて多回路化に対応するようにした回転コネクタが従来より提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は上記特許文献１に開示された従来の回転コネクタの平面図であり、この回転コネクタは、外筒部１００ａを有するステータ部材１００と、このステータ部材１００の中心位置に回転自在に支持された内筒部１０１ａを有するロータ部材１０１と、これら外筒部１００ａと内筒部１０１ａによって画成される環状空間１０２の内部に回転可能に配置されたリング状のホルダ１０３と、この環状空間１０２内に途中で巻き方向を反転した状態で収納された第１および第２のフラットケーブル１０４，１０５とを備えている。ホルダ１０３には一対の固定筒１０６が立設されると共に、複数のローラ１０７が回転可能に支持されており、これら固定筒１０６はそれぞれローラ１０７群の１つと周方向に所定幅を保って対向している。一方の固定筒１０６とそれに対向するローラ１０７との間を第１の開口１０８、他方の固定筒１０６とそれに対向するローラ１０７との間を第２の開口１０９とすると、第１の開口１０８の周方向の幅寸法は第２の開口１０９の周方向の幅寸法に比べて小さめに設定されている。
【０００４】
第１および第２のフラットケーブル１０４，１０５は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の絶縁フィルムに複数本の導体を担持した帯状体であり、便宜上、第１のフラットケーブル１０４を黒塗り、第２のフラットケーブル１０５を白抜きで示してある。両フラットケーブル１０４，１０５の外方端部は外筒部１００ａに設けられた固定側ジョイント１１０に接続され、この固定側ジョイント１１０を介してステータ部材１００の外部に電気的に導出されている。また、両フラットケーブル１０４，１０５の内方端部は内筒部１０１ａに設けられた可動側ジョイント１１１に接続され、この可動側ジョイント１１１を介してロータ部材１０１の外部に電気的に導出されている。その際、両フラットケーブル１０４，１０５は、第１のフラットケーブル１０４を内側（下側）にした状態で可動側ジョイント１１１から導出されて内筒部１０１ａの外周壁に反時計方向に巻回された後、そこから分岐して第１のフラットケーブル１０４は幅狭な第１の開口１０８を通過してローラ１０７群の１つにＵ字状に反転され（以下、これを反転部１０４ａという）、第２のフラットケーブル１０５は幅広な第２の開口１０９を通過してローラ１０７群の別の１つにＵ字状に反転され（以下、これを反転部１０５ａという）、さらに第２のフラットケーブル１０５を外側にした状態で外筒部１００ａの内周壁に沿って時計方向に巻回された後、固定側ジョイント１１０に至るように環状空間１０２内に収納されている。
【０００５】
このように概略構成された回転コネクタにおいて、ロータ部材１０１が中立位置から反時計方向（図５の矢印Ａ方向）に回転すると、第１および第２のフラットケーブル１０４，１０５の反転部１０４ａ，１０５ａはロータ部材１０１よりも少ない回転量だけ矢印Ａ方向へ移動し、これら反転部１０４ａ，１０５ａに追従してホルダ１０３も矢印Ａ方向へ移動する。その結果、これらの移動量の約２倍の長さのフラットケーブル１０４，１０５が内筒部１０１ａの外周壁から繰り出されて外筒部１００ａの内周壁側に巻き戻される。この場合、巻付径の大きい第２のフラットケーブル１０５の反転部１０５ａの方が巻付径の小さい第１のフラットケーブル１０４の反転部１０４ａよりも若干速く移動するが、前述したように第１の開口１０８が第２の開口１０９よりも幅狭に設定されているため、両反転部１０４ａ，１０５ａはそれぞれの開口１０８，１０８に対面する固定筒１０６を押圧し、ホルダ１０３は両反転部１０４ａ，１０５ａからの押圧力を受けて環状空間１０２の内部を矢印Ａ方向へ回動する。
【０００６】
上記とは逆に、ロータ部材１０１が中立位置から時計方向（図５の矢印Ｂ方向）に回転すると、両フラットケーブル１０４，１０５の反転部１０４ａ，１０５ａはロータ部材１０１よりも少ない回転量だけ矢印Ｂ方向へ移動し、これら反転部１０４ａ，１０５ａに追従してホルダ１０３も矢印Ｂ方向へ移動する。その結果、これらの移動量の約２倍の長さのフラットケーブル１０４，１０５が外筒部１００ａの内周壁側から繰り出されて内筒部１０１ａの外周壁に巻き締められる。この場合も、巻付径の大きい第２のフラットケーブル１０５の反転部１０５ａの方が巻付径の小さい第１のフラットケーブル１０４の反転部１０４ａよりも若干速く移動するが、第１の開口１０８が第２の開口１０９よりも幅狭に設定されているため、両反転部１０４ａ，１０５ａはそれぞれの開口１０８，１０８に対面するローラ１０７を引っ張り、ホルダ１０３は両反転部１０４ａ，１０５ａからの引張力を受けて環状空間１０２の内部を矢印Ｂ方向へ回動する。
【０００７】
前述した従来の回転コネクタにおいては、ロータ部材１０１を矢印Ａ方向へ回転して両フラットケーブル１０４，１０５を外筒部１００ａの内周壁側に巻き戻す動作時に、第１の開口１０８を通過する第１のフラットケーブル１０４にローラ１０７との接触部位で図６の矢印Ｆで示す方向の繰り出し力が発生し、この繰り出し力Ｆの矢印Ｆｘと矢印Ｆｙで示す方向の各分力のうち、矢印Ｆｘ方向の分力がホルダ１０３を回転駆動する押圧力として作用し、矢印Ｆｙ方向の分力が第１のフラットケーブル１０４の反転部１０４ａを外筒部１００ａ側へ押し出す巻き広げ力として作用する。詳細な説明は省略するが、第２の開口１０９を通過する第２のフラットケーブル１０５についても同様である。そして、通常の巻き戻し動作時では、矢印Ｆｘ方向の分力が矢印Ｆｙ方向の分力よりも上回っているため、第１のフラットケーブル１０４の反転部１０４ａが第１の開口１０８を通過するときに固定筒１０６を回転方向（矢印Ａ方向）へ押圧し、同様にして第２のフラットケーブル１０５の反転部１０５ａが第２の開口１０９を通過するときに固定筒１０６を回転方向へ押圧し、ホルダ１０３は両反転部１０４ａ，１０５ａからの押圧力を受けて矢印Ａ方向へスムーズに回転する。
【特許文献１】特開平１０−１１６６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の回転コネクタにおいて、３枚以上のフラットケーブルを３つ以上の開口で反転させてロータ部材を反時計方向に回転するとき、各フラットケーブルの反転部がそれぞれの開口に対面する固定筒を押圧するように各開口の幅を設定するのは困難であり、ロータ部材を時計方向に回転するとき、各フラットケーブルの反転部がそれぞれの開口に対面するローラを引っ張るように各開口の幅を設定するのも困難である。また、各開口の幅の設定値によっては、各フラットケーブルの反転部からホルダに作用する駆動力が干渉し合い、スムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現することが困難となる。
【０００９】
そこで、幅狭な開口を通過するフラットケーブルの反転部のみでホルダを駆動するように各開口の幅を設定することが考えられるが、この場合、幅狭な開口を通過するフラットケーブルの反転部に多大なストレスがかかり、幅狭な開口におけるフラットケーブルの反転部の矢印Ａ方向への動きが阻害されてホルダをスムーズに駆動できなくなるため、回転方向へ進めなくなった幅狭な開口におけるフラットケーブルの反転部がその開口に連続するスペース内に無理に入り込んでしまうことがある。その結果、幅狭な開口を通過するフラットケーブルが複雑に折れ曲がって座屈したり、フラットケーブルの絶縁フィルムに担持された導体が破断してしまうという問題が発生し、特に環境温度が高温になるとこのような問題の発生頻度は高くなる。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、３枚以上のフラットケーブルを使用してもスムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現できる回転コネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の回転コネクタは、外筒部を有するステータ部材と、内筒部を有し前記ステータ部材に回転自在に支持されたロータ部材と、前記外筒部と前記内筒部との間に画成された環状空間内に途中で巻き方向を反転した状態で収納され、その両端が前記ステータ部材と前記ロータ部材にそれぞれ固定された３枚以上のフラットケーブルと、前記環状空間に回転可能に配置され、前記各フラットケーブルの反転部が個別に通過する３つ以上の開口部を有するホルダとを備え、１つの前記開口部の周方向に沿う幅寸法が残りの前記開口部の周方向に沿う幅寸法よりも幅狭になるように設定し、前記ホルダがこの幅狭な開口部を通過する前記フラットケーブルからの押圧力を受けて駆動されるようになすと共に、この駆動側のフラットケーブルの曲げ強度を残りの前記フラットケーブルの曲げ強度よりも高く設定し、かつ、前記駆動側のフラットケーブルを含む少なくとも２枚以上の前記フラットケーブルを前記内筒部の共通のケーブル導出部から前記環状空間に向けて導出させ、これら各フラットケーブルのうち前記駆動側のフラットケーブルが前記内筒部の外周面に最も下側で巻かれるようにした。
【００１２】
このように構成された回転コネクタでは、幅狭な開口部を通過する１枚のフラットケーブルはホルダに回転方向の押圧力を付与する駆動側フラットケーブルであるが、幅広な開口部を通過する残り複数枚のフラットケーブルはホルダの駆動に関与しない従動側フラットケーブルであり、この駆動側フラットケーブルの曲げ強度が他の各従動側フラットケーブルの曲げ強度よりも高く設定されているので、駆動側フラットケーブルの座屈を防止してホルダをスムーズに駆動することができる。また、駆動側フラットケーブルがケーブル導出部から導出されて内筒部の外周面に最も下側に巻かれ、その上に残りの従動側フラットケーブルが順次巻かれるため、駆動側フラットケーブルの反転部の曲率が他の従動側フラットケーブルの反転部の曲率に比べて大きくなり、その分、駆動側フラットケーブルの反転部にかかる曲げストレスを低減させることができ、駆動側フラットケーブルの長寿命化を図ることができる。すなわち、内筒部の外周面に対して最も下側に巻かれるフラットケーブルよりも上側に巻かれるフラットケーブルの反転部は、このフラットケーブルの反転部と内筒部の外周面との間および外筒部の内周面との間のそれぞれに、内筒部の外周面に対して下側に巻かれるフラットケーブルが介在するため、これらの介在する各フラットケーブルの厚さ分だけ反転部と内筒部の外周面との間および外筒部の内周面との間のスペースが小さくなり、内筒部の外周面に対して最も下側に巻かれるフラットケーブルの反転部の曲率に比べると小さな曲率となる。したがって、仮に内筒部の外周面に対して最も下側に巻かれるフラットケーブルよりも上側に巻かれるフラットケーブルを駆動側フラットケーブルとした場合は、内筒部の外周面に対して最も下側に巻かれるフラットケーブルを駆動側フラットケーブルとした反転部の曲率に比べて小さな曲率となるので、駆動側フラットケーブルの反転部にかかる曲げストレスが大きくなり、駆動側フラットケーブルの断線や破損が生じ易くなる。それゆえ、上記した本発明の構成によれば、３枚以上のフラットケーブルを使用してもスムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現することができ、また高温の使用環境下であっても安定して使用できると共に、駆動側フラットケーブルの長寿命化を図ることができる。
【００１３】
上記の構成において、駆動側フラットケーブルを含む３枚以上全てのフラットケーブルを内筒部の共通のケーブル導出部から導出させることも可能であるが、内筒部の周方向に離れた２カ所に一対のケーブル導出部を設け、一方のケーブル導出部から駆動側フラットケーブルと従動側フラットケーブルを含む２枚以上のフラットケーブルを導出させると共に、他方のケーブル導出部から２枚以上の従動側フラットケーブルを導出させるようにしても良い。
【００１４】
また、上記の構成において、駆動側フラットケーブルの曲げ強度を他のフラットケーブルよりも高くする手段として、駆動側フラットケーブルの絶縁フィルムのみを従動側フラットケーブルの絶縁フィルムに比べて座屈しにくい材料とすることも可能であるが、駆動側と従動側を含めた全てのフラットケーブルが同一材料の絶縁フィルムに導体を担持した帯状体からなると共に、駆動側フラットケーブルの厚み寸法を他の従動側フラットケーブルの厚み寸法よりも大きく設定すると、各フラットケーブル間の摩擦抵抗を均一にすることができて好ましい。
【００１５】
また、上記の構成において、残りの開口部の周方向に沿う幅寸法が幅狭な開口部の周方向に沿う幅寸法の４．５倍以上に設定されていると、３枚以上のフラットケーブルの各反転部からホルダに作用する駆動力が干渉し合わないようにすることができるので、さらなるスムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現することができて好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の回転コネクタは、使用される３枚以上のフラットケーブルのうち、幅狭な開口部を通過する１枚のフラットケーブルがホルダに回転方向の押圧力を付与する駆動側フラットケーブルとなると共に、幅広な開口部を通過する残りのフラットケーブルがホルダの駆動に関与しない従動側フラットケーブルとなり、この駆動側フラットケーブルの曲げ強度が他の各従動側フラットケーブルの曲げ強度よりも高く設定されているので、駆動側フラットケーブルの座屈を防止してホルダをスムーズに駆動することができ、しかも、駆動側フラットケーブルがケーブル導出部から導出されて内筒部の外周面の最も下側に巻かれており、駆動側フラットケーブルの反転部の曲率が他の従動側フラットケーブルの反転部の曲率に比べて大きくなるため、駆動側フラットケーブルの反転部にかかる曲げストレスを低減させることができる。それゆえ、３枚以上のフラットケーブルを使用してもスムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現することができ、また高温の使用環境下であっても安定して使用できると共に、駆動側フラットケーブルの長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る回転コネクタの断面図、図２は図１の回転コネクタのケーブル巻き締め状態を示す平面図、図３は図１の回転コネクタのケーブル巻き戻し状態を示す平面図、図４は図１の回転コネクタに備えられる駆動側フラットケーブルと従動側フラットケーブルの寸法関係を示す説明図である。ただし、図２と図３において、ロータ部材の天板部は図示省略されている。
【００１８】
本実施形態例に係る回転コネクタは、ステータ部材１と、ステータ部材１に対して回転自在に連結されたロータ部材２と、これらステータ部材１とロータ部材２間を電気的に接続する１枚の駆動側フラットケーブル３および３枚の従動側フラットケーブル４と、ステータ部材１とロータ部材２の内部に配置された合成樹脂製のホルダ５とで概略構成されている。
【００１９】
ステータ部材１はステアリングコラムに設置される固定側部材であり、このステータ部材１は合成樹脂製の底板６と外筒部である外筒体７とからなる。底板６の中央にはセンタ孔６ａが形成されており、外筒体７は底板６の外周縁に一体化されている。また、外筒体７の外周面には外方へ突出する一対の延出部７ａ，７ｂが一体形成されており、これら延出部７ａ，７ｂの内部には図示せぬ固定側ジョイントがそれぞれ配設されている。
【００２０】
ロータ部材２はハンドルに連結される可動側部材であり、このロータ部材２は合成樹脂製のロータ本体８とロータスナップ９とからなる。ロータ本体８は、底板６に対向する円環状の天板部８ａと、この天板部８ａの中央から垂下する内筒部８ｂとを有している。内筒部８ｂはステアリングシャフトに挿通できる程度の内径寸法を有しており、この内筒部８ｂの内部には図示せぬ一対の可動側ジョイントが配設されている。ロータスナップ９はロータ本体８の内筒部８ｂにスナップ結合によって一体化されており、このロータスナップ９を底板６のセンタ孔６ａに挿入することにより、ステータ部材１に対してロータ部材２が回転自在に連結されるようになっている。そして、かかるステータ部材１とロータ部材２の連結状態において、ステータ部材１の底板６および外筒体７とロータ本体８の天板部８ａおよび内筒部８ｂとによって平面視リング状の環状空間１０が画成されている。
【００２１】
駆動側フラットケーブル３はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる絶縁フィルムに導体を担持した帯状体であり、同様に３枚の従動側フラットケーブル４もＰＥＴからなる絶縁フィルムに導体を担持した帯状体であり、これら各フラットケーブル３，４は環状空間１０内にそれぞれＵ字状の反転部３ａ，４ａを介して逆向きに収納されている。ただし、駆動側フラットケーブル３の厚み寸法ｔ１は従動側フラットケーブル４の厚み寸法ｔ２に比べて十分に大きく設定してあり（本実施形態例の場合、ｔ１＝０．２２ｍｍ、ｔ２＝０．１１ｍｍ）、このように駆動側フラットケーブル３として従動側フラットケーブル４の２倍程度の厚みを有するフラットケーブルを使用することにより、駆動側フラットケーブル３の曲げ強度（弾性限度）が従動側フラットケーブル４の曲げ強度よりも十分に高くなるように設定してある。
【００２２】
図２から明らかなように、駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４の外方端部は延出部７ａ内の一方の固定側ジョイントに接続され、残り２枚の従動側フラットケーブル４の外方端部は延出部７ｂ内の他方の固定側ジョイントに接続されており、各フラットケーブル３，４の外方端部はこれら固定側ジョイントを介してステータ部材１の外部に電気的に導出されている。
【００２３】
また、図３から明らかなように、駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４の内方端部は第１のケーブル導出部Ｐ１を通過して内筒部８ｂ内の一方の可動側ジョイントに接続され、残り２枚の従動側フラットケーブル４の内方端部は第２のケーブル導出部Ｐ２を通過して内筒部８ｂ内の他方の可動側ジョイントに接続されており、各フラットケーブル３，４の内方端部はこれら可動側ジョイントを介してロータ部材２の外部に電気的に導出されている。ここで、第１のケーブル導出部Ｐ１と第２のケーブル導出部Ｐ２は内筒部８ｂの周方向に約１８０度離れた対向位置に設けられており、駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４が第１のケーブル導出部Ｐ１から環状空間１０に向けて導出され、残り２枚の従動側フラットケーブル４が第２のケーブル導出部Ｐ２から環状空間１０に向けて導出されている。そして、第１のケーブル導出部Ｐ１を上流側として第２のケーブル導出部Ｐ２に至る約半周の範囲についてみると、駆動側フラットケーブル３が内筒部８ｂの外周面に最も下側に巻かれ、その上に従動側フラットケーブル４が巻かれている。
【００２４】
ホルダ５は、ステータ部材１の底板６上に載置された環状平板部５ａと、この環状平板部５ａ上に立設された複数のガイド壁５ｂおよび支軸５ｃとを有し、各支軸５ｃにはそれぞれローラ１１が回転可能に支持されている。これらローラ１１群の１つはガイド壁５ｂと第１の開口１２を介して対向しており、この第１の開口１２内に駆動側フラットケーブル３の反転部３ａが位置している。また、ローラ１１群の３つはそれぞれガイド壁５ｂと第２の開口１３を介して対向しており、これら第２の開口１３内に３枚の従動側フラットケーブル４の各反転部４ａがそれぞれ個別に位置している。ここで、第１の開口１２の周方向の幅寸法をｗ１、第２の開口１３の周方向の幅寸法をｗ２とすると、ｗ１はｗ２に比べて十分に小さい値に設定されている（本実施形態例の場合、ｗ１＝２ｍｍ、ｗ２＝１１ｍｍ）。このように１つの第１の開口１２の開口幅ｗ１を残り３つの第２の開口１３の開口幅ｗ２よりも小さな値に設定することにより、ロータ部材２を時計方向へ回転したときに、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａのみがローラ１１を回転方向へ引っ張ると共に、ロータ部材２を反時計方向へ回転したときに、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａのみがガイド壁５ｂを回転方向へ押圧するようになっている。
【００２５】
本実施形態例では、第２の開口１３の幅ｗ２を第１の開口１２の幅ｗ１の５．５倍の値に設定しているが、その値は使用する駆動側フラットケーブル３および従動側フラットケーブル４のそれぞれの厚さ寸法やハンドル（ロータ部材２）の回転数などによって適宜設定されるものであり、実用的には、その値を４．５倍以上とすることが望ましい。なお、幅ｗ２を幅ｗ１の４．５未満に設定すると、ロータ部材２を反時計方向へ回転するときに、第１の開口１２を通過する駆動側フラットケーブル３の反転部３ａがガイド壁５ｂを押圧してホルダ５を駆動するが、従動側フラットケーブル４の各反転部４ａの一部が第２の開口１３を臨むローラ１１に接触して、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａがホルダ５を駆動する方向とは逆方向に作用するので、ホルダ５の回転がスムーズに行われなくなる。また、ロータ部材２を時計方向へ回転するときには、第１の開口１２を通過する駆動側フラットケーブル３の反転部３ａがローラ１１を引っ張ってホルダ５を駆動するが、従動側フラットケーブル４の各反転部４ａの一部がガイド壁５ｂに接触して、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａがホルダ５を駆動する方向とは逆方向に作用するので、ホルダ５の回転がスムーズに行われなくなる。
【００２６】
このように構成された回転コネクタは、ステータ部材１をステアリングコラムに設置すると共にロータ部材２をハンドルに連結した状態で自動車のステアリング装置に組み込まれ、ハンドルに装着されたエアーバッグ・インフレータやホーン回路等の電気的接続手段として使用される。使用に際し、運転者がハンドルを時計方向あるいは反時計方向へ回転操作すると、その回転力がロータ部材２に伝達されて、該ロータ部材２が時計方向あるいは反時計方向へ回転する。
【００２７】
例えば、ハンドルの中立位置からロータ部材２が時計方向（図２の矢印Ｂ方向）に回転すると、駆動側と従動側を含む全てのフラットケーブル３，４の反転部３ａ，４ａはロータ部材２よりも少ない回転量だけ矢印Ｂ方向へ移動し、これら反転部３ａ，４ａに追従してホルダ５も矢印Ｂ方向へ移動する。このとき、幅狭な第１の開口１２を通過する駆動側フラットケーブル３の反転部３ａはローラ１１にループされながら内筒部８ｂの外周壁に巻き付けられるが、幅広な第２の開口１３を通過する３枚の従動側フラットケーブル４の各反転部４ａはローラ１１に当接しないため、ホルダ５は駆動側フラットケーブル３の反転部３ａのみからの巻付力を受けて環状空間１０の内部を矢印Ｂ方向へ回動する。その結果、各反転部３ａ，４ａの移動量の約２倍の長さのフラットケーブル３，４が外筒体７の内周壁側から繰り出されて内筒部８ｂの外周壁に巻き締められる。
【００２８】
上記とは逆に、ハンドルの中立位置からロータ部材２が反時計方向（図３の矢印Ａ方向）に回転すると、各フラットケーブル３，４の反転部３ａ，４ａはロータ部材２よりも少ない回転量だけ矢印Ａ方向へ移動し、これら反転部３ａ，４ａに追従してホルダ５も矢印Ａ方向へ移動する。このとき、幅狭な第１の開口１２を通過する駆動側フラットケーブル３の反転部３ａはガイド壁５ｂに当接するが、幅広な第２の開口１３を通過する３枚の従動側フラットケーブル４の各反転部４ａはガイド壁５ｂに当接しないため、ホルダ５は駆動側フラットケーブル３の反転部３ａのみからの押圧力を受けて環状空間１０の内部を矢印Ａ方向へ回動する。その結果、各反転部３ａ，４ａの移動量の約２倍の長さのフラットケーブル３，４が内筒部８ｂの外周壁から繰り出されて外筒体７の内周壁側に巻き戻される。
【００２９】
このように本実施形態例に係る回転コネクタは、使用される４枚のフラットケーブルのうち、幅狭に設定された第１の開口１２を通過する１枚のフラットケーブルはガイド壁５ｂに当接してホルダ５に回転方向の押圧力を付与する駆動側フラットケーブル３であるが、幅広に設定された第２の開口１３を通過する残り３枚のフラットケーブルはガイド壁５ｂに当接しない従動側フラットケーブル４であり、この駆動側フラットケーブル３として従動側フラットケーブル４の２倍程度の厚みを有するフラットケーブル、すなわち従動側フラットケーブル４よりも曲げ強度（弾性限度）の高いフラットケーブルを使用している。したがって、駆動側フラットケーブル３とローラ１１間の摩擦抵抗が非常に大きくなり、ロータ部材２を矢印Ａ方向へ回転して各フラットケーブル３，４を外筒体７の内周壁側に巻き戻す動作時に、第１の開口１２内の反転部３ａを外筒体７側へ押し出す巻き広げ力が反転部３ａの進行方向の押圧力を上回ってしまったとしても、駆動側フラットケーブル３の座屈を防止してホルダ５を回転方向へスムーズに回転駆動することができる。この場合、従動側フラットケーブル４の反転部４ａは、ホルダ５の回転によって第２の開口１３を通過して外筒体７の内周壁側に確実に巻き戻される。しかも、内筒部８ｂの第１のケーブル導出部Ｐ１から導出される駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４のうち、駆動側フラットケーブル３が内筒部８ｂの外周面に対して最も下側に巻かれ、その上に従動側フラットケーブル４が巻かれているため、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａの曲率が従動側フラットケーブル４の反転部４ａの曲率に比べて大きくなり、その分、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａにかかる曲げストレスを低減することができる。それゆえ、駆動側と従動側を含めて４枚のフラットケーブル３，４を使用したのにも拘わらずスムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現することができ、また高温の使用環境下であっても安定して使用できると共に、駆動側フラットケーブル３の長寿命化を図ることができる。
【００３０】
なお、上記実施形態例では、１枚の駆動側フラットケーブルと３枚の従動側フラットケーブルを使用した回転コネクタについて説明したが、従動側フラットケーブルは２枚以上であれば必ずしも３枚に限定されず、本発明は１枚の駆動側フラットケーブルと２枚以上の従動側フラットケーブルを使用した回転コネクタに適用可能である。
【００３１】
また、上記実施形態例では、使用される４枚のフラットケーブルのうち、駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４を内筒部８ｂの第１のケーブル導出部Ｐ１から導出させ、残り２枚の従動側フラットケーブル４を内筒部８ｂの第２のケーブル導出部Ｐ２から導出させているが、使用される３枚以上のフラットケーブルの全てを内筒部８ｂの共通のケーブル導出部から導出させることも可能である。この場合も、共通のケーブル導出部から導出される３枚以上のフラットケーブルのうち、駆動側フラットケーブル３が内筒部８ｂの外周面に最も下側で巻かれ、その上に残りの従動側フラットケーブル４が巻かれるようにすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態例に係る回転コネクタの断面図である。
【図２】図１の回転コネクタのケーブル巻き締め状態を示す平面図である。
【図３】図１の回転コネクタのケーブル巻き戻し状態を示す平面図である。
【図４】図１の回転コネクタに備えられる駆動側フラットケーブルと従動側フラットケーブルの寸法関係を示す説明図である。
【図５】従来例に係る回転コネクタの平面図である。
【図６】図５の回転コネクタの問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ ステータ部材
２ ロータ部材
３ 駆動側フラットケーブル
３ａ 反転部
４ 従動側フラットケーブル
４ａ 反転部
５ ホルダ
５ａ 環状平板部
５ｂ ガイド壁
５ｃ 支軸
６ 底板
７ 外筒体（外筒部）
８ ロータ本体
８ａ 天板部
８ｂ 内筒部
９ ロータスナップ
１０ 環状空間
１１ ローラ
１２ 第１の開口
１３ 第２の開口
Ｐ１ 第１のケーブル導出部
Ｐ２ 第２のケーブル導出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のステアリング装置に組み込まれてエアーバッグシステム等の電気的接続手段として使用される回転コネクタに係り、特に、ステータ部材とロータ部材との間に画成される環状空間内に３枚以上のフラットケーブルが反転部を介して逆向きに巻回された回転コネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転コネクタは、外筒部を有するステータ部材に内筒部を有するロータ部材を回転自在に支持し、これら外筒部と内筒部との間に画成される環状空間内にフラットケーブルを収納・巻回したものであり、自動車のステアリング装置のように回転数が有限であるハンドルに装着されたエアーバッグ・インフレータ等の電気的接続手段として使用されている。前記フラットケーブルは絶縁フィルムに導体を担持した帯状体であり、このフラットケーブルを渦巻状に巻回した渦巻タイプと途中で反転して逆向きに巻回した反転タイプとが知られているが、後者の反転タイプの方がフラットケーブルの長さを格段に短くすることができて主流になっている。通常、このような反転タイプの回転コネクタでは１枚のフラットケーブルが用いられているが、２枚以上のフラットケーブルに導体を振り分けて多回路化に対応するようにした回転コネクタが従来より提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は上記特許文献１に開示された従来の回転コネクタの平面図であり、この回転コネクタは、外筒部１００ａを有するステータ部材１００と、このステータ部材１００の中心位置に回転自在に支持された内筒部１０１ａを有するロータ部材１０１と、これら外筒部１００ａと内筒部１０１ａによって画成される環状空間１０２の内部に回転可能に配置されたリング状のホルダ１０３と、この環状空間１０２内に途中で巻き方向を反転した状態で収納された第１および第２のフラットケーブル１０４，１０５とを備えている。ホルダ１０３には一対の固定筒１０６が立設されると共に、複数のローラ１０７が回転可能に支持されており、これら固定筒１０６はそれぞれローラ１０７群の１つと周方向に所定幅を保って対向している。一方の固定筒１０６とそれに対向するローラ１０７との間を第１の開口１０８、他方の固定筒１０６とそれに対向するローラ１０７との間を第２の開口１０９とすると、第１の開口１０８の周方向の幅寸法は第２の開口１０９の周方向の幅寸法に比べて小さめに設定されている。
【０００４】
第１および第２のフラットケーブル１０４，１０５は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の絶縁フィルムに複数本の導体を担持した帯状体であり、便宜上、第１のフラットケーブル１０４を黒塗り、第２のフラットケーブル１０５を白抜きで示してある。両フラットケーブル１０４，１０５の外方端部は外筒部１００ａに設けられた固定側ジョイント１１０に接続され、この固定側ジョイント１１０を介してステータ部材１００の外部に電気的に導出されている。また、両フラットケーブル１０４，１０５の内方端部は内筒部１０１ａに設けられた可動側ジョイント１１１に接続され、この可動側ジョイント１１１を介してロータ部材１０１の外部に電気的に導出されている。その際、両フラットケーブル１０４，１０５は、第１のフラットケーブル１０４を内側（下側）にした状態で可動側ジョイント１１１から導出されて内筒部１０１ａの外周壁に反時計方向に巻回された後、そこから分岐して第１のフラットケーブル１０４は幅狭な第１の開口１０８を通過してローラ１０７群の１つにＵ字状に反転され（以下、これを反転部１０４ａという）、第２のフラットケーブル１０５は幅広な第２の開口１０９を通過してローラ１０７群の別の１つにＵ字状に反転され（以下、これを反転部１０５ａという）、さらに第２のフラットケーブル１０５を外側にした状態で外筒部１００ａの内周壁に沿って時計方向に巻回された後、固定側ジョイント１１０に至るように環状空間１０２内に収納されている。
【０００５】
このように概略構成された回転コネクタにおいて、ロータ部材１０１が中立位置から反時計方向（図５の矢印Ａ方向）に回転すると、第１および第２のフラットケーブル１０４，１０５の反転部１０４ａ，１０５ａはロータ部材１０１よりも少ない回転量だけ矢印Ａ方向へ移動し、これら反転部１０４ａ，１０５ａに追従してホルダ１０３も矢印Ａ方向へ移動する。その結果、これらの移動量の約２倍の長さのフラットケーブル１０４，１０５が内筒部１０１ａの外周壁から繰り出されて外筒部１００ａの内周壁側に巻き戻される。この場合、巻付径の大きい第２のフラットケーブル１０５の反転部１０５ａの方が巻付径の小さい第１のフラットケーブル１０４の反転部１０４ａよりも若干速く移動するが、前述したように第１の開口１０８が第２の開口１０９よりも幅狭に設定されているため、両反転部１０４ａ，１０５ａはそれぞれの開口１０８，１０８に対面する固定筒１０６を押圧し、ホルダ１０３は両反転部１０４ａ，１０５ａからの押圧力を受けて環状空間１０２の内部を矢印Ａ方向へ回動する。
【０００６】
上記とは逆に、ロータ部材１０１が中立位置から時計方向（図５の矢印Ｂ方向）に回転すると、両フラットケーブル１０４，１０５の反転部１０４ａ，１０５ａはロータ部材１０１よりも少ない回転量だけ矢印Ｂ方向へ移動し、これら反転部１０４ａ，１０５ａに追従してホルダ１０３も矢印Ｂ方向へ移動する。その結果、これらの移動量の約２倍の長さのフラットケーブル１０４，１０５が外筒部１００ａの内周壁側から繰り出されて内筒部１０１ａの外周壁に巻き締められる。この場合も、巻付径の大きい第２のフラットケーブル１０５の反転部１０５ａの方が巻付径の小さい第１のフラットケーブル１０４の反転部１０４ａよりも若干速く移動するが、第１の開口１０８が第２の開口１０９よりも幅狭に設定されているため、両反転部１０４ａ，１０５ａはそれぞれの開口１０８，１０８に対面するローラ１０７を引っ張り、ホルダ１０３は両反転部１０４ａ，１０５ａからの引張力を受けて環状空間１０２の内部を矢印Ｂ方向へ回動する。
【０００７】
前述した従来の回転コネクタにおいては、ロータ部材１０１を矢印Ａ方向へ回転して両フラットケーブル１０４，１０５を外筒部１００ａの内周壁側に巻き戻す動作時に、第１の開口１０８を通過する第１のフラットケーブル１０４にローラ１０７との接触部位で図６の矢印Ｆで示す方向の繰り出し力が発生し、この繰り出し力Ｆの矢印Ｆｘと矢印Ｆｙで示す方向の各分力のうち、矢印Ｆｘ方向の分力がホルダ１０３を回転駆動する押圧力として作用し、矢印Ｆｙ方向の分力が第１のフラットケーブル１０４の反転部１０４ａを外筒部１００ａ側へ押し出す巻き広げ力として作用する。詳細な説明は省略するが、第２の開口１０９を通過する第２のフラットケーブル１０５についても同様である。そして、通常の巻き戻し動作時では、矢印Ｆｘ方向の分力が矢印Ｆｙ方向の分力よりも上回っているため、第１のフラットケーブル１０４の反転部１０４ａが第１の開口１０８を通過するときに固定筒１０６を回転方向（矢印Ａ方向）へ押圧し、同様にして第２のフラットケーブル１０５の反転部１０５ａが第２の開口１０９を通過するときに固定筒１０６を回転方向へ押圧し、ホルダ１０３は両反転部１０４ａ，１０５ａからの押圧力を受けて矢印Ａ方向へスムーズに回転する。
【特許文献１】特開平１０−１１６６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の回転コネクタにおいて、３枚以上のフラットケーブルを３つ以上の開口で反転させてロータ部材を反時計方向に回転するとき、各フラットケーブルの反転部がそれぞれの開口に対面する固定筒を押圧するように各開口の幅を設定するのは困難であり、ロータ部材を時計方向に回転するとき、各フラットケーブルの反転部がそれぞれの開口に対面するローラを引っ張るように各開口の幅を設定するのも困難である。また、各開口の幅の設定値によっては、各フラットケーブルの反転部からホルダに作用する駆動力が干渉し合い、スムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現することが困難となる。
【０００９】
そこで、幅狭な開口を通過するフラットケーブルの反転部のみでホルダを駆動するように各開口の幅を設定することが考えられるが、この場合、幅狭な開口を通過するフラットケーブルの反転部に多大なストレスがかかり、幅狭な開口におけるフラットケーブルの反転部の矢印Ａ方向への動きが阻害されてホルダをスムーズに駆動できなくなるため、回転方向へ進めなくなった幅狭な開口におけるフラットケーブルの反転部がその開口に連続するスペース内に無理に入り込んでしまうことがある。その結果、幅狭な開口を通過するフラットケーブルが複雑に折れ曲がって座屈したり、フラットケーブルの絶縁フィルムに担持された導体が破断してしまうという問題が発生し、特に環境温度が高温になるとこのような問題の発生頻度は高くなる。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、３枚以上のフラットケーブルを使用してもスムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現できる回転コネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の回転コネクタは、外筒部を有するステータ部材と、内筒部を有し前記ステータ部材に回転自在に支持されたロータ部材と、前記外筒部と前記内筒部との間に画成された環状空間内に途中で巻き方向を反転した状態で収納され、その両端が前記ステータ部材と前記ロータ部材にそれぞれ固定された３枚以上のフラットケーブルと、前記環状空間に回転可能に配置され、前記各フラットケーブルの反転部が個別に通過する３つ以上の開口部を有するホルダとを備え、１つの前記開口部の周方向に沿う幅寸法が残りの前記開口部の周方向に沿う幅寸法よりも幅狭になるように設定し、前記ホルダがこの幅狭な開口部を通過する前記フラットケーブルからの押圧力を受けて駆動されるようになすと共に、この駆動側のフラットケーブルの曲げ強度を残りの前記フラットケーブルの曲げ強度よりも高く設定し、かつ、前記駆動側のフラットケーブルを含む少なくとも２枚以上の前記フラットケーブルを前記内筒部の共通のケーブル導出部から前記環状空間に向けて導出させ、これら各フラットケーブルのうち前記駆動側のフラットケーブルが前記内筒部の外周面に最も下側で巻かれるようにした。
【００１２】
このように構成された回転コネクタでは、幅狭な開口部を通過する１枚のフラットケーブルはホルダに回転方向の押圧力を付与する駆動側フラットケーブルであるが、幅広な開口部を通過する残り複数枚のフラットケーブルはホルダの駆動に関与しない従動側フラットケーブルであり、この駆動側フラットケーブルの曲げ強度が他の各従動側フラットケーブルの曲げ強度よりも高く設定されているので、駆動側フラットケーブルの座屈を防止してホルダをスムーズに駆動することができる。また、駆動側フラットケーブルがケーブル導出部から導出されて内筒部の外周面に最も下側に巻かれ、その上に残りの従動側フラットケーブルが順次巻かれるため、駆動側フラットケーブルの反転部の曲率が他の従動側フラットケーブルの反転部の曲率に比べて大きくなり、その分、駆動側フラットケーブルの反転部にかかる曲げストレスを低減させることができ、駆動側フラットケーブルの長寿命化を図ることができる。すなわち、内筒部の外周面に対して最も下側に巻かれるフラットケーブルよりも上側に巻かれるフラットケーブルの反転部は、このフラットケーブルの反転部と内筒部の外周面との間および外筒部の内周面との間のそれぞれに、内筒部の外周面に対して下側に巻かれるフラットケーブルが介在するため、これらの介在する各フラットケーブルの厚さ分だけ反転部と内筒部の外周面との間および外筒部の内周面との間のスペースが小さくなり、内筒部の外周面に対して最も下側に巻かれるフラットケーブルの反転部の曲率に比べると小さな曲率となる。したがって、仮に内筒部の外周面に対して最も下側に巻かれるフラットケーブルよりも上側に巻かれるフラットケーブルを駆動側フラットケーブルとした場合は、内筒部の外周面に対して最も下側に巻かれるフラットケーブルを駆動側フラットケーブルとした反転部の曲率に比べて小さな曲率となるので、駆動側フラットケーブルの反転部にかかる曲げストレスが大きくなり、駆動側フラットケーブルの断線や破損が生じ易くなる。それゆえ、上記した本発明の構成によれば、３枚以上のフラットケーブルを使用してもスムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現することができ、また高温の使用環境下であっても安定して使用できると共に、駆動側フラットケーブルの長寿命化を図ることができる。
【００１３】
上記の構成において、駆動側フラットケーブルを含む３枚以上全てのフラットケーブルを内筒部の共通のケーブル導出部から導出させることも可能であるが、内筒部の周方向に離れた２カ所に一対のケーブル導出部を設け、一方のケーブル導出部から駆動側フラットケーブルと従動側フラットケーブルを含む２枚以上のフラットケーブルを導出させると共に、他方のケーブル導出部から２枚以上の従動側フラットケーブルを導出させるようにしても良い。
【００１４】
また、上記の構成において、駆動側フラットケーブルの曲げ強度を他のフラットケーブルよりも高くする手段として、駆動側フラットケーブルの絶縁フィルムのみを従動側フラットケーブルの絶縁フィルムに比べて座屈しにくい材料とすることも可能であるが、駆動側と従動側を含めた全てのフラットケーブルが同一材料の絶縁フィルムに導体を担持した帯状体からなると共に、駆動側フラットケーブルの厚み寸法を他の従動側フラットケーブルの厚み寸法よりも大きく設定すると、各フラットケーブル間の摩擦抵抗を均一にすることができて好ましい。
【００１５】
また、上記の構成において、残りの開口部の周方向に沿う幅寸法が幅狭な開口部の周方向に沿う幅寸法の４．５倍以上に設定されていると、３枚以上のフラットケーブルの各反転部からホルダに作用する駆動力が干渉し合わないようにすることができるので、さらなるスムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現することができて好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の回転コネクタは、使用される３枚以上のフラットケーブルのうち、幅狭な開口部を通過する１枚のフラットケーブルがホルダに回転方向の押圧力を付与する駆動側フラットケーブルとなると共に、幅広な開口部を通過する残りのフラットケーブルがホルダの駆動に関与しない従動側フラットケーブルとなり、この駆動側フラットケーブルの曲げ強度が他の各従動側フラットケーブルの曲げ強度よりも高く設定されているので、駆動側フラットケーブルの座屈を防止してホルダをスムーズに駆動することができ、しかも、駆動側フラットケーブルがケーブル導出部から導出されて内筒部の外周面の最も下側に巻かれており、駆動側フラットケーブルの反転部の曲率が他の従動側フラットケーブルの反転部の曲率に比べて大きくなるため、駆動側フラットケーブルの反転部にかかる曲げストレスを低減させることができる。それゆえ、３枚以上のフラットケーブルを使用してもスムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現することができ、また高温の使用環境下であっても安定して使用できると共に、駆動側フラットケーブルの長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る回転コネクタの断面図、図２は図１の回転コネクタのケーブル巻き締め状態を示す平面図、図３は図１の回転コネクタのケーブル巻き戻し状態を示す平面図、図４は図１の回転コネクタに備えられる駆動側フラットケーブルと従動側フラットケーブルの寸法関係を示す説明図である。ただし、図２と図３において、ロータ部材の天板部は図示省略されている。
【００１８】
本実施形態例に係る回転コネクタは、ステータ部材１と、ステータ部材１に対して回転自在に連結されたロータ部材２と、これらステータ部材１とロータ部材２間を電気的に接続する１枚の駆動側フラットケーブル３および３枚の従動側フラットケーブル４と、ステータ部材１とロータ部材２の内部に配置された合成樹脂製のホルダ５とで概略構成されている。
【００１９】
ステータ部材１はステアリングコラムに設置される固定側部材であり、このステータ部材１は合成樹脂製の底板６と外筒部である外筒体７とからなる。底板６の中央にはセンタ孔６ａが形成されており、外筒体７は底板６の外周縁に一体化されている。また、外筒体７の外周面には外方へ突出する一対の延出部７ａ，７ｂが一体形成されており、これら延出部７ａ，７ｂの内部には図示せぬ固定側ジョイントがそれぞれ配設されている。
【００２０】
ロータ部材２はハンドルに連結される可動側部材であり、このロータ部材２は合成樹脂製のロータ本体８とロータスナップ９とからなる。ロータ本体８は、底板６に対向する円環状の天板部８ａと、この天板部８ａの中央から垂下する内筒部８ｂとを有している。内筒部８ｂはステアリングシャフトに挿通できる程度の内径寸法を有しており、この内筒部８ｂの内部には図示せぬ一対の可動側ジョイントが配設されている。ロータスナップ９はロータ本体８の内筒部８ｂにスナップ結合によって一体化されており、このロータスナップ９を底板６のセンタ孔６ａに挿入することにより、ステータ部材１に対してロータ部材２が回転自在に連結されるようになっている。そして、かかるステータ部材１とロータ部材２の連結状態において、ステータ部材１の底板６および外筒体７とロータ本体８の天板部８ａおよび内筒部８ｂとによって平面視リング状の環状空間１０が画成されている。
【００２１】
駆動側フラットケーブル３はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる絶縁フィルムに導体を担持した帯状体であり、同様に３枚の従動側フラットケーブル４もＰＥＴからなる絶縁フィルムに導体を担持した帯状体であり、これら各フラットケーブル３，４は環状空間１０内にそれぞれＵ字状の反転部３ａ，４ａを介して逆向きに収納されている。ただし、駆動側フラットケーブル３の厚み寸法ｔ１は従動側フラットケーブル４の厚み寸法ｔ２に比べて十分に大きく設定してあり（本実施形態例の場合、ｔ１＝０．２２ｍｍ、ｔ２＝０．１１ｍｍ）、このように駆動側フラットケーブル３として従動側フラットケーブル４の２倍程度の厚みを有するフラットケーブルを使用することにより、駆動側フラットケーブル３の曲げ強度（弾性限度）が従動側フラットケーブル４の曲げ強度よりも十分に高くなるように設定してある。
【００２２】
図２から明らかなように、駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４の外方端部は延出部７ａ内の一方の固定側ジョイントに接続され、残り２枚の従動側フラットケーブル４の外方端部は延出部７ｂ内の他方の固定側ジョイントに接続されており、各フラットケーブル３，４の外方端部はこれら固定側ジョイントを介してステータ部材１の外部に電気的に導出されている。
【００２３】
また、図３から明らかなように、駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４の内方端部は第１のケーブル導出部Ｐ１を通過して内筒部８ｂ内の一方の可動側ジョイントに接続され、残り２枚の従動側フラットケーブル４の内方端部は第２のケーブル導出部Ｐ２を通過して内筒部８ｂ内の他方の可動側ジョイントに接続されており、各フラットケーブル３，４の内方端部はこれら可動側ジョイントを介してロータ部材２の外部に電気的に導出されている。ここで、第１のケーブル導出部Ｐ１と第２のケーブル導出部Ｐ２は内筒部８ｂの周方向に約１８０度離れた対向位置に設けられており、駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４が第１のケーブル導出部Ｐ１から環状空間１０に向けて導出され、残り２枚の従動側フラットケーブル４が第２のケーブル導出部Ｐ２から環状空間１０に向けて導出されている。そして、第１のケーブル導出部Ｐ１を上流側として第２のケーブル導出部Ｐ２に至る約半周の範囲についてみると、駆動側フラットケーブル３が内筒部８ｂの外周面に最も下側に巻かれ、その上に従動側フラットケーブル４が巻かれている。
【００２４】
ホルダ５は、ステータ部材１の底板６上に載置された環状平板部５ａと、この環状平板部５ａ上に立設された複数のガイド壁５ｂおよび支軸５ｃとを有し、各支軸５ｃにはそれぞれローラ１１が回転可能に支持されている。これらローラ１１群の１つはガイド壁５ｂと第１の開口１２を介して対向しており、この第１の開口１２内に駆動側フラットケーブル３の反転部３ａが位置している。また、ローラ１１群の３つはそれぞれガイド壁５ｂと第２の開口１３を介して対向しており、これら第２の開口１３内に３枚の従動側フラットケーブル４の各反転部４ａがそれぞれ個別に位置している。ここで、第１の開口１２の周方向の幅寸法をｗ１、第２の開口１３の周方向の幅寸法をｗ２とすると、ｗ１はｗ２に比べて十分に小さい値に設定されている（本実施形態例の場合、ｗ１＝２ｍｍ、ｗ２＝１１ｍｍ）。このように１つの第１の開口１２の開口幅ｗ１を残り３つの第２の開口１３の開口幅ｗ２よりも小さな値に設定することにより、ロータ部材２を時計方向へ回転したときに、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａのみがローラ１１を回転方向へ引っ張ると共に、ロータ部材２を反時計方向へ回転したときに、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａのみがガイド壁５ｂを回転方向へ押圧するようになっている。
【００２５】
本実施形態例では、第２の開口１３の幅ｗ２を第１の開口１２の幅ｗ１の５．５倍の値に設定しているが、その値は使用する駆動側フラットケーブル３および従動側フラットケーブル４のそれぞれの厚さ寸法やハンドル（ロータ部材２）の回転数などによって適宜設定されるものであり、実用的には、その値を４．５倍以上とすることが望ましい。なお、幅ｗ２を幅ｗ１の４．５未満に設定すると、ロータ部材２を反時計方向へ回転するときに、第１の開口１２を通過する駆動側フラットケーブル３の反転部３ａがガイド壁５ｂを押圧してホルダ５を駆動するが、従動側フラットケーブル４の各反転部４ａの一部が第２の開口１３を臨むローラ１１に接触して、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａがホルダ５を駆動する方向とは逆方向に作用するので、ホルダ５の回転がスムーズに行われなくなる。また、ロータ部材２を時計方向へ回転するときには、第１の開口１２を通過する駆動側フラットケーブル３の反転部３ａがローラ１１を引っ張ってホルダ５を駆動するが、従動側フラットケーブル４の各反転部４ａの一部がガイド壁５ｂに接触して、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａがホルダ５を駆動する方向とは逆方向に作用するので、ホルダ５の回転がスムーズに行われなくなる。
【００２６】
このように構成された回転コネクタは、ステータ部材１をステアリングコラムに設置すると共にロータ部材２をハンドルに連結した状態で自動車のステアリング装置に組み込まれ、ハンドルに装着されたエアーバッグ・インフレータやホーン回路等の電気的接続手段として使用される。使用に際し、運転者がハンドルを時計方向あるいは反時計方向へ回転操作すると、その回転力がロータ部材２に伝達されて、該ロータ部材２が時計方向あるいは反時計方向へ回転する。
【００２７】
例えば、ハンドルの中立位置からロータ部材２が時計方向（図２の矢印Ｂ方向）に回転すると、駆動側と従動側を含む全てのフラットケーブル３，４の反転部３ａ，４ａはロータ部材２よりも少ない回転量だけ矢印Ｂ方向へ移動し、これら反転部３ａ，４ａに追従してホルダ５も矢印Ｂ方向へ移動する。このとき、幅狭な第１の開口１２を通過する駆動側フラットケーブル３の反転部３ａはローラ１１にループされながら内筒部８ｂの外周壁に巻き付けられるが、幅広な第２の開口１３を通過する３枚の従動側フラットケーブル４の各反転部４ａはローラ１１に当接しないため、ホルダ５は駆動側フラットケーブル３の反転部３ａのみからの巻付力を受けて環状空間１０の内部を矢印Ｂ方向へ回動する。その結果、各反転部３ａ，４ａの移動量の約２倍の長さのフラットケーブル３，４が外筒体７の内周壁側から繰り出されて内筒部８ｂの外周壁に巻き締められる。
【００２８】
上記とは逆に、ハンドルの中立位置からロータ部材２が反時計方向（図３の矢印Ａ方向）に回転すると、各フラットケーブル３，４の反転部３ａ，４ａはロータ部材２よりも少ない回転量だけ矢印Ａ方向へ移動し、これら反転部３ａ，４ａに追従してホルダ５も矢印Ａ方向へ移動する。このとき、幅狭な第１の開口１２を通過する駆動側フラットケーブル３の反転部３ａはガイド壁５ｂに当接するが、幅広な第２の開口１３を通過する３枚の従動側フラットケーブル４の各反転部４ａはガイド壁５ｂに当接しないため、ホルダ５は駆動側フラットケーブル３の反転部３ａのみからの押圧力を受けて環状空間１０の内部を矢印Ａ方向へ回動する。その結果、各反転部３ａ，４ａの移動量の約２倍の長さのフラットケーブル３，４が内筒部８ｂの外周壁から繰り出されて外筒体７の内周壁側に巻き戻される。
【００２９】
このように本実施形態例に係る回転コネクタは、使用される４枚のフラットケーブルのうち、幅狭に設定された第１の開口１２を通過する１枚のフラットケーブルはガイド壁５ｂに当接してホルダ５に回転方向の押圧力を付与する駆動側フラットケーブル３であるが、幅広に設定された第２の開口１３を通過する残り３枚のフラットケーブルはガイド壁５ｂに当接しない従動側フラットケーブル４であり、この駆動側フラットケーブル３として従動側フラットケーブル４の２倍程度の厚みを有するフラットケーブル、すなわち従動側フラットケーブル４よりも曲げ強度（弾性限度）の高いフラットケーブルを使用している。したがって、駆動側フラットケーブル３とローラ１１間の摩擦抵抗が非常に大きくなり、ロータ部材２を矢印Ａ方向へ回転して各フラットケーブル３，４を外筒体７の内周壁側に巻き戻す動作時に、第１の開口１２内の反転部３ａを外筒体７側へ押し出す巻き広げ力が反転部３ａの進行方向の押圧力を上回ってしまったとしても、駆動側フラットケーブル３の座屈を防止してホルダ５を回転方向へスムーズに回転駆動することができる。この場合、従動側フラットケーブル４の反転部４ａは、ホルダ５の回転によって第２の開口１３を通過して外筒体７の内周壁側に確実に巻き戻される。しかも、内筒部８ｂの第１のケーブル導出部Ｐ１から導出される駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４のうち、駆動側フラットケーブル３が内筒部８ｂの外周面に対して最も下側に巻かれ、その上に従動側フラットケーブル４が巻かれているため、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａの曲率が従動側フラットケーブル４の反転部４ａの曲率に比べて大きくなり、その分、駆動側フラットケーブル３の反転部３ａにかかる曲げストレスを低減することができる。それゆえ、駆動側と従動側を含めて４枚のフラットケーブル３，４を使用したのにも拘わらずスムーズな巻き締め／巻き戻し動作を実現することができ、また高温の使用環境下であっても安定して使用できると共に、駆動側フラットケーブル３の長寿命化を図ることができる。
【００３０】
なお、上記実施形態例では、１枚の駆動側フラットケーブルと３枚の従動側フラットケーブルを使用した回転コネクタについて説明したが、従動側フラットケーブルは２枚以上であれば必ずしも３枚に限定されず、本発明は１枚の駆動側フラットケーブルと２枚以上の従動側フラットケーブルを使用した回転コネクタに適用可能である。
【００３１】
また、上記実施形態例では、使用される４枚のフラットケーブルのうち、駆動側フラットケーブル３と１枚の従動側フラットケーブル４を内筒部８ｂの第１のケーブル導出部Ｐ１から導出させ、残り２枚の従動側フラットケーブル４を内筒部８ｂの第２のケーブル導出部Ｐ２から導出させているが、使用される３枚以上のフラットケーブルの全てを内筒部８ｂの共通のケーブル導出部から導出させることも可能である。この場合も、共通のケーブル導出部から導出される３枚以上のフラットケーブルのうち、駆動側フラットケーブル３が内筒部８ｂの外周面に最も下側で巻かれ、その上に残りの従動側フラットケーブル４が巻かれるようにすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態例に係る回転コネクタの断面図である。
【図２】図１の回転コネクタのケーブル巻き締め状態を示す平面図である。
【図３】図１の回転コネクタのケーブル巻き戻し状態を示す平面図である。
【図４】図１の回転コネクタに備えられる駆動側フラットケーブルと従動側フラットケーブルの寸法関係を示す説明図である。
【図５】従来例に係る回転コネクタの平面図である。
【図６】図５の回転コネクタの問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ ステータ部材
２ ロータ部材
３ 駆動側フラットケーブル
３ａ 反転部
４ 従動側フラットケーブル
４ａ 反転部
５ ホルダ
５ａ 環状平板部
５ｂ ガイド壁
５ｃ 支軸
６ 底板
７ 外筒体（外筒部）
８ ロータ本体
８ａ 天板部
８ｂ 内筒部
９ ロータスナップ
１０ 環状空間
１１ ローラ
１２ 第１の開口
１３ 第２の開口
Ｐ１ 第１のケーブル導出部
Ｐ２ 第２のケーブル導出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒部を有するステータ部材と、内筒部を有し前記ステータ部材に回転自在に支持されたロータ部材と、前記外筒部と前記内筒部との間に画成された環状空間内に途中で巻き方向を反転した状態で収納され、その両端が前記ステータ部材と前記ロータ部材にそれぞれ固定された３枚以上のフラットケーブルと、前記環状空間に回転可能に配置され、前記各フラットケーブルの反転部が個別に通過する３つ以上の開口部を有するホルダとを備え、
１つの前記開口部の周方向に沿う幅寸法が残りの前記開口部の周方向に沿う幅寸法よりも幅狭になるように設定し、前記ホルダがこの幅狭な開口部を通過する前記フラットケーブルからの押圧力を受けて駆動されるようになすと共に、この駆動側のフラットケーブルの曲げ強度を残りの前記フラットケーブルの曲げ強度よりも高く設定し、かつ、前記駆動側のフラットケーブルを含む少なくとも２枚以上の前記フラットケーブルを前記内筒部の共通のケーブル導出部から前記環状空間に向けて導出させ、これら各フラットケーブルのうち前記駆動側のフラットケーブルが前記内筒部の外周面に最も下側で巻かれるようにしたことを特徴とする回転コネクタ。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記内筒部の前記ケーブル導出部と周方向に離れた位置に別のケーブル導出部が設けられており、このケーブル導出部から前記駆動側のフラットケーブルを含まない少なくとも２枚以上の前記フラットケーブルが前記環状空間に向けて導出されていることを特徴とする回転コネクタ。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記各フラットケーブルが全て同一材料の絶縁フィルムに導体を担持した帯状体からなると共に、前記駆動側のフラットケーブルの厚み寸法を残りの前記フラットケーブルの厚み寸法よりも大きく設定したことを特徴とする回転コネクタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記残りの開口部の周方向に沿う幅寸法が前記幅狭な開口部の周方向に沿う幅寸法の４．５倍以上に設定されていることを特徴とする回転コネクタ。
【請求項１】
外筒部を有するステータ部材と、内筒部を有し前記ステータ部材に回転自在に支持されたロータ部材と、前記外筒部と前記内筒部との間に画成された環状空間内に途中で巻き方向を反転した状態で収納され、その両端が前記ステータ部材と前記ロータ部材にそれぞれ固定された３枚以上のフラットケーブルと、前記環状空間に回転可能に配置され、前記各フラットケーブルの反転部が個別に通過する３つ以上の開口部を有するホルダとを備え、
１つの前記開口部の周方向に沿う幅寸法が残りの前記開口部の周方向に沿う幅寸法よりも幅狭になるように設定し、前記ホルダがこの幅狭な開口部を通過する前記フラットケーブルからの押圧力を受けて駆動されるようになすと共に、この駆動側のフラットケーブルの曲げ強度を残りの前記フラットケーブルの曲げ強度よりも高く設定し、かつ、前記駆動側のフラットケーブルを含む少なくとも２枚以上の前記フラットケーブルを前記内筒部の共通のケーブル導出部から前記環状空間に向けて導出させ、これら各フラットケーブルのうち前記駆動側のフラットケーブルが前記内筒部の外周面に最も下側で巻かれるようにしたことを特徴とする回転コネクタ。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記内筒部の前記ケーブル導出部と周方向に離れた位置に別のケーブル導出部が設けられており、このケーブル導出部から前記駆動側のフラットケーブルを含まない少なくとも２枚以上の前記フラットケーブルが前記環状空間に向けて導出されていることを特徴とする回転コネクタ。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記各フラットケーブルが全て同一材料の絶縁フィルムに導体を担持した帯状体からなると共に、前記駆動側のフラットケーブルの厚み寸法を残りの前記フラットケーブルの厚み寸法よりも大きく設定したことを特徴とする回転コネクタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記残りの開口部の周方向に沿う幅寸法が前記幅狭な開口部の周方向に沿う幅寸法の４．５倍以上に設定されていることを特徴とする回転コネクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１６４００５（Ｐ２００９−１６４００５Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３２４（Ｐ２００８−１３２４）
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
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