回転コネクタ
【課題】回転コネクタ内に異物が侵入して遊星歯車の回転を阻止（ロック）した場合でも、確実にハンドルの操作を可能とする回転コネクタを提供する。
【解決手段】固定ハウジング１の外筒体２１には内周面に沿う内歯歯車１２が設けられ、可動ハウジング２の内筒体３１には外周面に沿う太陽歯車１０が設けられ、太陽歯車１０と内歯歯車１２との両方に噛合し固定ハウジング１の底板部２６に沿って移動自在な遊星歯車１１が設けられ、可動ハウジング２の内筒体３１と太陽歯車１０とは、固定開放手段６により一体化されており、固定開放手段６は太陽歯車１０と内筒体３１の間に所定以上の捩れ荷重がかかると、太陽歯車１０と内筒体３１間の固定状態を解除する。
【解決手段】固定ハウジング１の外筒体２１には内周面に沿う内歯歯車１２が設けられ、可動ハウジング２の内筒体３１には外周面に沿う太陽歯車１０が設けられ、太陽歯車１０と内歯歯車１２との両方に噛合し固定ハウジング１の底板部２６に沿って移動自在な遊星歯車１１が設けられ、可動ハウジング２の内筒体３１と太陽歯車１０とは、固定開放手段６により一体化されており、固定開放手段６は太陽歯車１０と内筒体３１の間に所定以上の捩れ荷重がかかると、太陽歯車１０と内筒体３１間の固定状態を解除する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定体と回転体の間で電気信号等を伝送可能な回転コネクタに関し、特に固定ハウジングと可動ハウジング間に遊星歯車を介在させて互いに回転自在とした回転コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などにおいては、固定体と回転体の間で電気信号や光信号を伝送したり、あるいは電力を供給するなどのために、回転コネクタが用いられる。具体的には、ハンドルにエアバッグを設けたり、オーディオ等の操作を行うためのスイッチを設けたりした場合には、回転体であるハンドル側と固定体である車両側との間で、電気的な通信等を行う必要があり、ここに回転コネクタが設置される。
【０００３】
回転コネクタは、固定体側の固定ハウジングと、回転体側の可動ハウジングとを同軸上に配置し、固定ハウジングに形成される外筒体と可動ハウジングに形成される内筒体との間に環状空間部を形成し、この環状空間部にフラットケーブルを巻回して収納する。フラットケーブルは、両端部がそれぞれ固定ハウジング側と可動ハウジング側に接続されており、回転体の回転に伴い可動ハウジングが回転すると、フラットケーブルが巻締め、あるいは巻緩められて、回転体の回転にかかわらず固定体側との電気的接続を維持する。
【０００４】
かかる回転コネクタにおいては、フラットケーブルの長さによって回転可能な範囲が定まる。フラットケーブルを巻回の途中で反転させることにより、回転コネクタの同じ回転可能な範囲を得るのに必要なフラットケーブルの長さを短くすることができる。このような回転コネクタとしては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−５０２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フラットケーブルを反転させて短くした回転コネクタでは、固定ハウジングに内歯歯車が、可動ハウジングに太陽歯車が、それぞれ設けられて互いに対向し、これら内歯歯車と太陽歯車の両方に噛合する遊星歯車が設けられると共に、遊星歯車にはフラットケーブルの反転形状を維持する反転維持部を支持させる構成が採用されている。
【０００７】
ハンドルを回転操作させると、回転コネクタでは内歯歯車及び太陽歯車と遊星歯車とが、それぞれ噛合し回転するが、回転コネクタ内に砂等の異物が侵入して歯車間に異物が入り込んだ場合、遊星歯車の回転（自公転）が阻止（ロック）されて、ハンドルを回転操作することが困難になる虞があるという問題がある。
【０００８】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、回転コネクタ内に異物が侵入して遊星歯車の回転を阻止（ロック）した場合でも、確実にハンドルの操作を可能とする回転コネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係る回転コネクタは、外筒体を有する固定ハウジングと、該固定ハウジングと同軸に配置されて前記外筒体と対向する内筒体を有する可動ハウジングとを有し、対向する前記外筒体と内筒体の間には環状空間部が形成されると共に、該環状空間部にフラットケーブルを巻回して収納した回転コネクタにおいて、
前記固定ハウジングの外筒体には内周面に沿う内歯歯車が設けられ、前記可動ハウジングの内筒体には外周面に沿う太陽歯車が設けられ、該太陽歯車と前記内歯歯車との両方に噛合し前記固定ハウジングの底板部に沿って移動自在な遊星歯車が設けられ、
前記可動ハウジングの内筒体と前記太陽歯車とは、固定開放手段により一体化されており、該固定開放手段は前記太陽歯車と前記内筒体の間に所定以上の捩れ荷重がかかると、前記太陽歯車と前記内筒体間の固定状態を解除することを特徴として構成されている。
【００１０】
また、本発明に係る回転コネクタは、前記環状空間部には前記フラットケーブルの回転方向が反転する形状を維持する反転維持部が配置され、前記遊星歯車は前記反転維持部を支持することを特徴として構成されている。
【００１１】
さらに、本発明に係る回転コネクタは、前記固定開放手段は、前記内筒体と前記太陽歯車の一方に形成した凸部と、前記内筒体と前記太陽歯車の他方に形成した凹部とを嵌合してなり、前記凸部には根元部に切欠が形成されていることを特徴として構成されている。
【００１２】
さらにまた、本発明に係る回転コネクタは、前記固定開放手段は周方向複数箇所に形成され、前記凸部は前記内筒体の軸線方向に沿って伸びるように形成されることを特徴として構成されている。
【００１３】
そして、本発明に係る回転コネクタは、前記切欠は前記凸部の根元部全周に渡って、前記内筒体の軸線方向と直交する方向に向かって食い込むように形成されることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る回転コネクタによれば、可動ハウジングの内筒体と太陽歯車は、固定開放手段により一体化されており、固定開放手段は太陽歯車と内筒体の間に所定以上の捩れ荷重がかかると、太陽歯車と内筒体の固定状態を解除することにより、異物の侵入などにより太陽歯車の回転が阻止（ロック）された場合であっても、太陽歯車と内筒体の間に所定以上の捩れ荷重をかけることによって可動ハウジングを回転可能とし、ハンドルの回転操作を確実に可能とすることができるので、ハンドルを回転操作することが困難になるという虞を回避することができる。
【００１５】
また、本発明に係る回転コネクタによれば、環状空間部にはフラットケーブルの回転方向が反転する形状を維持する反転維持部が配置され、遊星歯車は反転維持部を支持することにより、歯車の噛合を必要とする構造において、ハンドルのロックを確実に防止することができる。
【００１６】
さらに、本発明に係る回転コネクタによれば、固定開放手段は、内筒体と太陽歯車の一方に形成した凸部と、内筒体と太陽歯車の他方に形成した凹部とを嵌合してなり、凸部には根元部に切欠が形成されていることにより、固定開放手段を簡易な構造で構成できると共に、固定状態を解除する捩れ荷重につき、切欠の形状及び深さにより確実に設定することができる。
【００１７】
さらにまた、本発明に係る回転コネクタによれば、固定開放手段は周方向複数箇所に形成され、凸部は内筒体または太陽歯車の軸方向に沿って伸びるように形成されることにより、凸部による固定を偏りなくなすことができ、また構造も簡単にすることができる。
【００１８】
そして、本発明に係る回転コネクタによれば、切欠は前記凸部の根元部全周に渡って、内筒体または太陽歯車の軸方向と直交する方向に向かって食い込むように形成されることにより、切欠を容易に形成でき、また固定状態を解除する捩れ荷重も安定的にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態における回転コネクタの分解斜視図である。
【図２】各歯車の配置状態を表した平面図である。
【図３】遊星歯車を一側から見た斜視図である。
【図４】遊星歯車を他側から見た斜視図である。
【図５】遊星歯車が変形した状態における太陽歯車や内歯歯車との噛合状態を表した拡大平面図である。
【図６】回転コネクタの縦断面図のうち、遊星歯車が位置している側の断面図である。
【図７】可動ハウジングと太陽歯車の分解斜視図である。
【図８】固定ハウジングを構成する上ケースの斜視図である。
【図９】図８のうち導出部付近の拡大図である。
【図１０】図９の状態からフラットケーブルを環状空間部に導出させた状態の斜視図である。
【図１１】フラットケーブルに強い引っ張り力が加わって切断された状態の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態における回転コネクタの分解斜視図を示している。また図６には、回転コネクタの縦断面図のうち、遊星歯車が位置している側の断面図を示している。本実施形態の回転コネクタは、自動車のステアリングコラム部に固定される固定ハウジング１と、ハンドルと共に回転するステアリングシャフトが挿通されてこれと共に回転する可動ハウジング２とを有し、これらの間で電気的接続をなすフラットケーブル３が、固定ハウジング１と可動ハウジング２の間に形成される環状空間部５（図６）内に巻回され納められて構成される。
【００２１】
固定ハウジング１は、外筒体２１を有する上ケース２０と、底板部２６を有する下ケース２５とを、スナップ結合などにより連結・一体化して形成される。上ケース２０には、外筒体２１の上端から内方へ突出する略リング状をなすリング部２２が形成されており、外筒体２１の外周から外方へ突出する、フラットケーブル３を引き出して電気的接続するための固定側上部接続部２３を一体的に備えている。
【００２２】
下ケース２５は、底板部２６の外縁部から立設された壁部２５ａを備えて、その内周壁には内歯歯車１２が形成されている。内歯歯車１２には遊星歯車１１が噛合し、遊星歯車１１は可動ハウジング２に設けられる太陽歯車１０に対して噛合する。各歯車の構成については後で詳述する。下ケース２５はステアリングシャフトを挿通させる開口部２７を有する。遊星歯車１１は、この底板部２６の内面上において自転及び公転動作する。
【００２３】
また、下ケース２５には、上ケース２０と一体化した際に固定側上部接続部２３と一体化する固定側下部接続部２８が外周側に形成されている。固定側下部接続部２８には、固定側に引出されたフラットケーブル３を車両側に電気的に接続するためのコネクタ（図示しない）が設けられる。
【００２４】
可動ハウジング２は、上部ロータ３０と下部ロータ３５とから構成される。可動ハウジング２には、環状空間部５の上方に位置するリング状の天板部３１と、天板部３１の内縁部から下ケース２５の底板部２６側に向かって突設された内筒体３２とを有している。内筒体３２は、外筒体２１と同軸状に配置され、環状空間部５を介して外筒体２１の内周面と対向する。一方、下部ロータ３５は、リング状のリング部３６と、リング部３６の内縁部から立設された筒状部３７とを有している。
【００２５】
可動ハウジング２の天板部３１には、フラットケーブル３を引き出して電気的接続するための可動側接続部３３が形成されている。すなわち、可動側接続部３３には、フラットケーブル３の内端部に接続されたリードブロック（図示略）が収納される。リードブロックには、ステアリング部側のエアバックシステムやホーンスイッチ回路などから導出された外部コネクタ（図示略）が接続される。また、固定ハウジング１内に挿入された上部ロータ３０の内筒体３２には、下ケース２５の開口部２７から挿入された下部ロータ３５の筒状部３７がスナップ結合によって連結される。このように、上部ロータ３０と下部ロータ３５とを連結することで、下部ロータ３５のリング部３６が下ケース２５の底板部２６の下面に対して当接状態で回転自在であり、可動ハウジング２が固定ハウジング１に対して回転自在に保持される。
【００２６】
フラットケーブル３は、内部に長手方向に沿う導通路が複数並設されてなり、可撓性を有する樹脂材料により被覆され形成されている。本実施形態では、フラットケーブル３が第１フラットケーブル３ａと第２フラットケーブル３ｂの２本収納される。第１フラットケーブル３ａは、環状空間部５内を巻回されると共に、第１反転部３ｃを介して巻回方向が反転する。第２フラットケーブル３ｂも、環状空間部５内を巻回されると共に、第２反転部３ｄを介して巻回方向が反転する。第１反転部３ｃと第２反転部３ｄは、周方向において異なる位置に形成される。
【００２７】
各フラットケーブル３は、巻回された内周端部で可動ハウジング２に固定され、外周端部で固定ハウジングに固定される。したがって、可動ハウジング２を固定ハウジング１に対して回転させると、各フラットケーブル３は第１および第２反転部３ｃ、３ｄからフラットケーブル３を内筒体３２の外周面側に巻き取り、あるいは外周面側から繰り出すように駆動される。このため、フラットケーブル３においては、可動ハウジング２の回転位置にかかわらず、反転形状が維持される。
【００２８】
図６に示すように、外筒体２１と内筒体３２の間の環状空間部５には、反転維持部としての回転リング４が底板部２６の内面上に回転可能に配置される。回転リング４には、遊星歯車１１が回転自在に配設され、遊星歯車１１が自転及び公転移動するのに伴い、回転リング４も回転動作する。回転リング４は、リング状の本体部４０を備え、周方向の異なる位置に、第１フラットケーブル３ａの第１反転部３ｃを挿通させる第１反転維持部４１と、第２フラットケーブル３ｂの第２反転部３ｄを挿通させる第２反転維持部４２とを有している。なお、反転維持部は、回転リング体４の他に、遊星歯車１に突設した円柱体又は円筒体もしくは回転可能なローラも適用できる。
【００２９】
図６に示すように、可動ハウジング２の内筒体３２において、下ケース２５の底板部２６と対向する第１対向面３２ａには、太陽歯車１０が固定される。図７には、可動ハウジング２と太陽歯車１０の分解斜視図を示している。太陽歯車１０は、図７に示すように、それぞれリング状で同軸に配置された内側基部１０ｂと外側基部１０ｃとを複数の連結部１０ｄで一体的に形成してなり、外側基部１０ｃの外周面には全周に渡って歯１０ａが形成されている。可動ハウジング２が固定ハウジング１に対し回転自在に配置されると、太陽歯車１０は固定ハウジング１の内歯歯車１２と同軸状に対向する。
【００３０】
図２には、各歯車の配置状態を表した平面図を示している。この図に示すように、各歯車が配置された状態において、太陽歯車１０と内歯歯車１２は同軸状に配置されるから、周方向に一定の間隔を有して対向しており、その間に遊星歯車１１が配置され、遊星歯車１１は太陽歯車１０と内歯歯車１２の両方に噛合している。太陽歯車１０は、可動ハウジング２の回転に伴い回転し、太陽歯車１０に噛合した遊星歯車１１は、太陽歯車１０の回転に伴い自転しつつ周方向に沿って公転する。遊星歯車１１の公転動作によって、回転リング４も底板部２６の内面上を回転することとなる。
【００３１】
遊星歯車１１の構成につき、さらに詳細に説明する。図３には遊星歯車１１を一側から見た斜視図を、図４には遊星歯車１１を他側から見た斜視図を、それぞれ示している。図３に示すように、遊星歯車１１は、同軸状に配置されたそれぞれリング状の内側基部１１ｂと外側基部１１ｃとを、径方向に向かって伸びる連結部１１ｄにより一体化して構成されている。連結部１１ｄは周方向に均等な角度をなして３つ設けられ、これら連結部１１ｄ間の領域はそれぞれ空隙部１１ｅとなっている。外側基部１１ｃの外周面には、全周に渡って歯１１ａが形成されている。
【００３２】
内側基部１１ｂには、連係部１１ｆが突設されている。連係部１１ｆは、回転リング４の連係凹部４４に対し回転自在となるように取付けられ、遊星歯車１１を自転自在とすると共に、公転動作に伴い環状空間部５内で回転リング４を回転動作させる。
【００３３】
また、内側周基部１１ｂの外周面からは、空隙部１１ｅ内に向かって伸びる弾性腕部１１ｇが形成されている。弾性腕部１１ｇは、内側基部１１ｂの外周面から径方向に伸び、途中で屈曲して周方向に沿って伸びている。図４に示すように、弾性腕部１１ｇの底面側には、先端部に突起部１１ｈが、図中下方、すなわち、底板部２６へ向けて突出するよう形成されている。弾性腕部１１ｇは、遊星歯車１１の他の部位に比べて薄肉状に形成されており、しかも片持ち状となっているから、弾性変形自在となっている。図６において遊星歯車１１は、弾性腕部１１ｇ（図示略）が撓み変形した状態で配置され、突起部１１ｈが底板部２６内面から抗力（反力）を受けているので、遊星歯車１１の軸方向における上方に向く弾性付勢力を生起することができる。
【００３４】
遊星歯車１１は、外周に形成された歯１１ａの内側に、周方向に沿って複数の空隙部１１ｅが形成されているので、平面方向に対して弾性を有していて、若干の変形が可能である。また、図２に示すように、太陽歯車１０についても、歯１０ａの内側において、連結部１０ｄ間に周方向に沿って複数の空隙部１０ｅが形成されているから、平面方向に対して弾性を有している。
【００３５】
図５には、遊星歯車１１が変形した状態における太陽歯車１０や内歯歯車１２との噛合状態を模式的に表した拡大平面図を示している。この図に示されているのは、太陽歯車１０と内歯歯車１２の間隔が狭くなった状態である。なお、図５は噛合状態の変化を実際より強調して示している。
【００３６】
遊星歯車１１の、太陽歯車１０及び内歯歯車１２に対する噛合状態は、それらの歯車を含む各関係部材の寸法誤差や、温度変化による歯車の膨張又は収縮変形などにより変化する。このような場合であっても、一般に、各歯車が円滑に噛合するように各歯車間にバックラッシュ（クリアランス:噛合する歯車において、互いのピッチ円間に設定する隙間）を適宜設定するが、本実施形態例による遊星歯車１１は、空隙部１１ｅを有して弾性変形可能であり、また、太陽歯車１０も空隙部１０ｅを有して弾性変形可能であるため、遊星歯車１１と太陽歯車１０及び内歯歯車１２との間における各バックラッシュをほぼゼロに設定しても円滑に噛合動作を実現することができる。これにより、走行中に車が振動しても、各歯車は平面方向においてがたつきのない円滑な噛合動作を実現することができ、がたつき音が生じるのを防止できる。なお、遊星歯車１１と太陽歯車１０及び内歯歯車１２との間に異物が侵入しても、ある程度の大きさの異物であれば、遊星歯車１１と太陽歯車１０の弾性変形によって、それら各歯車の噛合・回転に支障を生じることを回避できる。また、本実施形態では、遊星歯車１１と太陽歯車１０の両方に、周方向に沿って複数の空隙部１１ｅ、１０ｅを形成して弾性変形可能としているが、いずれか一方に空隙部を形成するようにしてもよい。
【００３７】
また、遊星歯車１１は、走行中に車が振動しても、弾性腕部１１ｇにより生起される、遊星歯車１１の軸方向に作用する弾性付勢力よって回転リング４を押し上げるため、環状空間部５内の上下方向についても、がたつくことなく、安定的な動作をなすことができる。詳しくは後述する。
【００３８】
回転コネクタ内の構造につき、さらに説明する。図６に示すように、固定ハウジング１の外筒体２１と可動ハウジング２の内筒体３２との間には環状空間部５が形成され、環状空間部５内には回転リング４が配置されると共に、回転リング４の内周側と外周側にはそれぞれフラットケーブル３が巻回されている。
【００３９】
遊星歯車１１には連係部１１ｆが上方へ突出するように形成されており、回転リング４にはこれに対応して連係凹部４４が形成されている。遊星歯車１１の連係部１１ｆが連係凹部４４に嵌合されることにより、遊星歯車１１は回転リング４に対して回転自在に取付けられる。
【００４０】
回転リング４は、下端部に外方へ突出する鍔部４３を有する。鍔部４３は、内筒体３２の第１対向面３２ａの径方向外側に形成された第２対向面３２ｂに対して弾接している。すなわち、遊星歯車１１は、撓み変形状態にある弾性腕部１１ｇ（図示略）により生起される、遊星歯車１１の軸方向上方に作用する弾性付勢力で回転リング４を押し上げるため、鍔部４３が第２対向面３２ｂに弾接している。
【００４１】
このように、遊星歯車１１は、太陽歯車１０及び内歯歯車１２との間におけるバックラッシュをほぼゼロに設定され、弾性腕部１１ｇにより軸方向上方に付勢されると共に移動自在となっており、回転リング４を介して可動ハウジング２と固定ハウジング１との間に挟持されているから、走行中に車が振動しても、上下方向にがたつくことがなく、安定的な自転及び公転動作をなすことができる。
【００４２】
次に、太陽歯車１０の固定構造について説明する。図１について説明したように、太陽歯車１０は内筒体３２（可動ハウジング２）の第１対向面３２ａ（図６）に対して固着される。そのために、図７に示すように、太陽歯車１０には、内側基部１０ｂにピン状の凸部１０ｆが形成されている。凸部１０ｆは、太陽歯車１０の周方向３か所に形成されていて、それぞれ太陽歯車１０及び内筒体３２の軸方向に沿って伸びるように突出している。可動ハウジング２の底面には、周方向３か所に凹部３４が形成されて、凸部１０ｆと凹部３４とが嵌合される。
【００４３】
次に、図６に基づき固定開放手段６について説明する。固定開放手段６は、第１対向面３２ａ（内筒体３２）に形成した凹部３４と、太陽歯車１０の凸部１０ｆと、凸部１０ｆの根元部の周方向に沿って形成された切欠１０ｇとによって構成されている。この切欠１０ｇは、太陽歯車１０の軸方向と直交する方向に向かって食い込むように形成されており、凸部１０ｆに対し傾倒方向に所定の力が加わると、凸部１０ｆが根元部から破断するように、形状及び深さが設定されている。これにより、太陽歯車１０と可動ハウジング２の間に所定の力以上の捩れ荷重（トルク）が加わると、凸部１０ｆが根元部から破断されて、太陽歯車１０と可動ハウジング２の固定状態が解除されて、可動ハウジング２は太陽歯車１０と無関係に回転自在となる。
【００４４】
このように、太陽歯車１０と可動ハウジング２が、所定の大きさ以上の捩れ荷重により固定状態を解除する固定開放手段６により一体化されていることで、異物の侵入などにより太陽歯車１０などがロックされた場合であっても、固定開放手段６によって可動ハウジング２が回転可能であり、可動ハウジング２と連係するハンドルも回転操作が可能となるから、ハンドル操作のロックされることによってドライバーが遭遇する運転上の危険を回避することができる。
【００４５】
固定開放手段６については、本実施形態で示した構成には限られない。例えば、可動ハウジング２側に凸部を形成し、太陽歯車１０側に凹部を形成するようにしてもよい。また、凸部と凹部の向きについても、本実施形態では太陽歯車１０の軸方向に伸びるように形成しているが、径方向に伸びるように形成してもよい。
【００４６】
次に、固定ハウジング１におけるフラットケーブル３の切断構造につき説明する。本実施形態例による遊星歯車１１を備えた遊星ギヤ方式の回転コネクタでは、製造時や自動車に対する組み付け時において、可動ハウジング２が固定ハウジング１に対して回転中立位置にない不良状態でハンドルに装着されるような場合、その後のハンドル操作において可動ハウジング２が過回転されることになり、遊星歯車１１と太陽歯車１０及び内歯歯車１２との間において歯飛び、すなわち、各歯車同士が噛み合わない状態で遊星歯車１１だけが空回りして、可動ハウジング２が回転されることがある。歯飛びが生じると、不良状態にある回転コネクタの状態がさらに悪化することになる。本実施形態例による回転コネクタには、かかる問題を解決可能とするために、フラットケーブル３を確実に切断して異常を確実に検知できるようにした切断構造が設けられている。図８には、固定ハウジング１を構成する上ケース２０の斜視図を示している。
【００４７】
上ケース２０は、前述のように外筒体２１を備えている。フラットケーブル３を固定側上部接続部２３側から環状空間部５に導出させるために、外筒体２１には導出部６０が形成されている。導出部６０は、外筒体２１の壁面にフラットケーブル３を挿通させる案内経路６１を形成している。
【００４８】
図９には、図８のうち導出部６０付近の拡大図を示している。導出部６０には、案内経路６１を構成する対向する２つの壁のうち、環状空間部５側に先端が配置される一方の壁の環状空間部５側端部に、破断部６２が形成されている。破断部６２は、階段状に形成されていて、縦辺の部分は鋭利なカッター状となっている。
【００４９】
外筒体２１を構成する内壁には、破断部６２の近傍に保持部６３が形成されている。保持部６３は、外筒体２１の内壁と対向するように形成される案内壁部６３ａと、外筒体２１の内壁から案内壁部６３ａ側に突出するように伸びる保持壁部６３ｂと、これら案内壁部６３ａと保持壁部６３ｂの間の隙間として形成される挿通部６３ｃとで構成される。
【００５０】
図１０には、図９の状態からフラットケーブル３を環状空間部５に導出させた状態の斜視図を示している。この図に示すように、フラットケーブル３は、固定側上部接続部２３側から導出部６０に至る案内経路６１を挿通されて環状空間部５内に導出され、そこで反転して環状空間部５内に巻き回されている。フラットケーブル３の反転している部分である折り返し部３ｅは、その内側に位置する破断部６２と対向した状態となっている。
【００５１】
折り返し部３ｅより環状空間部５側におけるフラットケーブル３は、そのまま外筒体２１の内壁に沿って巻回されて保持部６３を構成する挿通部６３ｃに挿通され、その先で案内壁部６３ａに沿うと共に、折り曲げ部３ｆで折り返され、保持壁部６３ｂに突き当たる位置において折り曲げ部３ｇで再度折り返され、その先は外筒体２１の内壁に沿って配置される。
【００５２】
フラットケーブル３が、このように保持部６３によって２回折り返された状態で保持されるので、フラットケーブル３の導出部６０付近が可動ハウジング２の過回転により、図１０に示す力Ｆで引っ張られた場合に、力Ｆが大きくなって後述の保持力に至ると、まず保持部６３の折り返し状態が解除され、その直後に、折り返し部３ｅが瞬時に引っ張られることとなる。そのときフラットケーブル３は、折り返し部３ｅが破断部６２に瞬時に衝当され切断される。保持部６３におけるフラットケーブル３の保持力は、フラットケーブル３の保持部分における、フラットケーブル３と外筒体２１の内壁および案内壁部６３ａとの摩擦力、折り返したフラットケーブル３同士の摩擦力、及び、フラットケーブル３の折り返し状態を解除するときの変形に対する抗力などによって定まるから、フラットケーブル３の選定及び保持部６３の形状によって、保持力を設定することができる。
【００５３】
図１１には、フラットケーブル３に保持力以上の力がかかり、保持部６３の折り返し状態が解除され、フラットケーブル３に強い引っ張り力が瞬時に加わって切断された状態の拡大斜視図を示している。この図に示すように、フラットケーブル３の保持部６３における折り返し状態は、フラットケーブル３に所定以上の引っ張り力がかかった時点で解除されており、この状態でさらに引っ張られると、折り返し部３ｅが破断部６２の先端に瞬時に押し付けられるので、これによって切断される。フラットケーブル３が切断されると、電気的な接続が完全に切断されるので、検査時において確実に異常として検出することができる。
【００５４】
可動ハウジング２に過回転が発生して歯車の歯飛びが生じる前に確実にフラットケーブル３を切断するには、以下のような力関係を設定することが必要となる。歯車の歯飛びが生じるときのフラットケーブル３にかかる力をＦ1、保持部６３においてフラットケーブル３を保持する力をＦ2、破断部６２でフラットケーブル３を切断するのに必要な力をＦ3とすると、Ｆ1＞Ｆ2＞Ｆ3となるように設定される。
【００５５】
この力関係により、歯車の歯飛びが生じる力Ｆ1よりも小さく、かつ、保持部６３においてフラットケーブル３を保持する力Ｆ2よりも大きい力Ｆがフラットケーブル３にかかった場合、確実に保持部６３におけるフラットケーブル３の保持が解除される。この場合、破断部６２でフラットケーブル３を切断するのに必要な力Ｆ3よりも大きい力がフラットケーブル３にかかるから、歯車の歯飛びを生じることなく、破断部６２により確実にフラットケーブル３が切断される。なお、フラットケーブル３にかかる力Ｆが、保持部６３においてフラットケーブル３を保持する力Ｆ2より小さい場合には、保持部６３におけるフラットケーブル３の保持が維持されるから、破断部６２により切断されることがない。
【００５６】
このように、外筒体２１に保持部６３を設けて上記３つの力関係を適切に設定することにより、保持部６３においてフラットケーブル３を保持する力Ｆ2以上の引っ張り力がフラットケーブル３に作用した場合には、歯車の歯飛びを生じることなくフラットケーブル３を確実に切断し、保持部６３においてフラットケーブル３を保持する力Ｆ2より小さい引っ張り力がフラットケーブル３に作用した場合には、保持部６３におけるフラットケーブル３の保持状態を維持して切断がされないようにすることができる。これによって、異常がある場合には確実に発見できると共に、それ以外の場合には確実に切断を防止することができるから、過回転による不具合発生を防止することができる。
【００５７】
切断構造において、保持部６３の構成は本実施形態のように２つの壁部を設けるものには限られない。例えば、外筒体２１の近傍に固定ハウジング１における径方向位置の異なる２本のピン状の突起を形成しておき、これらの突起でフラットケーブル３を２回折り返すことで、フラットケーブル３を保持する保持部６３を構成することもできる。この場合、突起は、フラットケーブル３に対し所定のＦ2以上の力がかかると折れて、フラットケーブル３の保持状態を解除するように構成される。
【００５８】
また、図１１において、保持部６３の構成の代わりに、破断部６２のさらに先の位置で、図中鎖線で示すような反転ピン６４を底板部２６に立設して、この反転ピン６４を内側にして図中鎖線のフラットケーブル３を反転させるようにし、かつ、この反転ピン６４がＦ2の力で折れるように設定したものであってもよい。この場合、反転ピン６４が切断構造をなすことになる。
【００５９】
また、外筒体２１の内壁から突起を突出させ、フラットケーブル３には所定位置に突起を挿通させる孔部を形成しておき、孔部に突起を挿通させることで、フラットケーブル３を保持する保持部６３を構成することもできる。この場合も、突起は、フラットケーブル３に対し所定のＦ2以上の力がかかると折れて、フラットケーブル３の保持状態を解除するように構成される。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。
【符号の説明】
【００６１】
１ 固定ハウジング
２ 可動ハウジング
３ フラットケーブル
４ 回転リング
５ 環状空間部
６ 固定開放手段
１０ 太陽歯車
１０ａ 歯
１０ｅ 空隙部
１０ｆ 凸部
１０ｇ 切欠
１１ 遊星歯車
１１ａ 歯
１１ｅ 空隙部
１２ 内歯歯車
２１ 外筒体
２６ 底板部
３２ 内筒体
３４ 凹部
６０ 導出部
６１ 案内経路
６２ 破断部
６３ 保持部
６３ａ 案内壁部
６３ｂ 保持壁部
６３ｃ 挿通部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定体と回転体の間で電気信号等を伝送可能な回転コネクタに関し、特に固定ハウジングと可動ハウジング間に遊星歯車を介在させて互いに回転自在とした回転コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などにおいては、固定体と回転体の間で電気信号や光信号を伝送したり、あるいは電力を供給するなどのために、回転コネクタが用いられる。具体的には、ハンドルにエアバッグを設けたり、オーディオ等の操作を行うためのスイッチを設けたりした場合には、回転体であるハンドル側と固定体である車両側との間で、電気的な通信等を行う必要があり、ここに回転コネクタが設置される。
【０００３】
回転コネクタは、固定体側の固定ハウジングと、回転体側の可動ハウジングとを同軸上に配置し、固定ハウジングに形成される外筒体と可動ハウジングに形成される内筒体との間に環状空間部を形成し、この環状空間部にフラットケーブルを巻回して収納する。フラットケーブルは、両端部がそれぞれ固定ハウジング側と可動ハウジング側に接続されており、回転体の回転に伴い可動ハウジングが回転すると、フラットケーブルが巻締め、あるいは巻緩められて、回転体の回転にかかわらず固定体側との電気的接続を維持する。
【０００４】
かかる回転コネクタにおいては、フラットケーブルの長さによって回転可能な範囲が定まる。フラットケーブルを巻回の途中で反転させることにより、回転コネクタの同じ回転可能な範囲を得るのに必要なフラットケーブルの長さを短くすることができる。このような回転コネクタとしては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−５０２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フラットケーブルを反転させて短くした回転コネクタでは、固定ハウジングに内歯歯車が、可動ハウジングに太陽歯車が、それぞれ設けられて互いに対向し、これら内歯歯車と太陽歯車の両方に噛合する遊星歯車が設けられると共に、遊星歯車にはフラットケーブルの反転形状を維持する反転維持部を支持させる構成が採用されている。
【０００７】
ハンドルを回転操作させると、回転コネクタでは内歯歯車及び太陽歯車と遊星歯車とが、それぞれ噛合し回転するが、回転コネクタ内に砂等の異物が侵入して歯車間に異物が入り込んだ場合、遊星歯車の回転（自公転）が阻止（ロック）されて、ハンドルを回転操作することが困難になる虞があるという問題がある。
【０００８】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、回転コネクタ内に異物が侵入して遊星歯車の回転を阻止（ロック）した場合でも、確実にハンドルの操作を可能とする回転コネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係る回転コネクタは、外筒体を有する固定ハウジングと、該固定ハウジングと同軸に配置されて前記外筒体と対向する内筒体を有する可動ハウジングとを有し、対向する前記外筒体と内筒体の間には環状空間部が形成されると共に、該環状空間部にフラットケーブルを巻回して収納した回転コネクタにおいて、
前記固定ハウジングの外筒体には内周面に沿う内歯歯車が設けられ、前記可動ハウジングの内筒体には外周面に沿う太陽歯車が設けられ、該太陽歯車と前記内歯歯車との両方に噛合し前記固定ハウジングの底板部に沿って移動自在な遊星歯車が設けられ、
前記可動ハウジングの内筒体と前記太陽歯車とは、固定開放手段により一体化されており、該固定開放手段は前記太陽歯車と前記内筒体の間に所定以上の捩れ荷重がかかると、前記太陽歯車と前記内筒体間の固定状態を解除することを特徴として構成されている。
【００１０】
また、本発明に係る回転コネクタは、前記環状空間部には前記フラットケーブルの回転方向が反転する形状を維持する反転維持部が配置され、前記遊星歯車は前記反転維持部を支持することを特徴として構成されている。
【００１１】
さらに、本発明に係る回転コネクタは、前記固定開放手段は、前記内筒体と前記太陽歯車の一方に形成した凸部と、前記内筒体と前記太陽歯車の他方に形成した凹部とを嵌合してなり、前記凸部には根元部に切欠が形成されていることを特徴として構成されている。
【００１２】
さらにまた、本発明に係る回転コネクタは、前記固定開放手段は周方向複数箇所に形成され、前記凸部は前記内筒体の軸線方向に沿って伸びるように形成されることを特徴として構成されている。
【００１３】
そして、本発明に係る回転コネクタは、前記切欠は前記凸部の根元部全周に渡って、前記内筒体の軸線方向と直交する方向に向かって食い込むように形成されることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る回転コネクタによれば、可動ハウジングの内筒体と太陽歯車は、固定開放手段により一体化されており、固定開放手段は太陽歯車と内筒体の間に所定以上の捩れ荷重がかかると、太陽歯車と内筒体の固定状態を解除することにより、異物の侵入などにより太陽歯車の回転が阻止（ロック）された場合であっても、太陽歯車と内筒体の間に所定以上の捩れ荷重をかけることによって可動ハウジングを回転可能とし、ハンドルの回転操作を確実に可能とすることができるので、ハンドルを回転操作することが困難になるという虞を回避することができる。
【００１５】
また、本発明に係る回転コネクタによれば、環状空間部にはフラットケーブルの回転方向が反転する形状を維持する反転維持部が配置され、遊星歯車は反転維持部を支持することにより、歯車の噛合を必要とする構造において、ハンドルのロックを確実に防止することができる。
【００１６】
さらに、本発明に係る回転コネクタによれば、固定開放手段は、内筒体と太陽歯車の一方に形成した凸部と、内筒体と太陽歯車の他方に形成した凹部とを嵌合してなり、凸部には根元部に切欠が形成されていることにより、固定開放手段を簡易な構造で構成できると共に、固定状態を解除する捩れ荷重につき、切欠の形状及び深さにより確実に設定することができる。
【００１７】
さらにまた、本発明に係る回転コネクタによれば、固定開放手段は周方向複数箇所に形成され、凸部は内筒体または太陽歯車の軸方向に沿って伸びるように形成されることにより、凸部による固定を偏りなくなすことができ、また構造も簡単にすることができる。
【００１８】
そして、本発明に係る回転コネクタによれば、切欠は前記凸部の根元部全周に渡って、内筒体または太陽歯車の軸方向と直交する方向に向かって食い込むように形成されることにより、切欠を容易に形成でき、また固定状態を解除する捩れ荷重も安定的にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態における回転コネクタの分解斜視図である。
【図２】各歯車の配置状態を表した平面図である。
【図３】遊星歯車を一側から見た斜視図である。
【図４】遊星歯車を他側から見た斜視図である。
【図５】遊星歯車が変形した状態における太陽歯車や内歯歯車との噛合状態を表した拡大平面図である。
【図６】回転コネクタの縦断面図のうち、遊星歯車が位置している側の断面図である。
【図７】可動ハウジングと太陽歯車の分解斜視図である。
【図８】固定ハウジングを構成する上ケースの斜視図である。
【図９】図８のうち導出部付近の拡大図である。
【図１０】図９の状態からフラットケーブルを環状空間部に導出させた状態の斜視図である。
【図１１】フラットケーブルに強い引っ張り力が加わって切断された状態の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態における回転コネクタの分解斜視図を示している。また図６には、回転コネクタの縦断面図のうち、遊星歯車が位置している側の断面図を示している。本実施形態の回転コネクタは、自動車のステアリングコラム部に固定される固定ハウジング１と、ハンドルと共に回転するステアリングシャフトが挿通されてこれと共に回転する可動ハウジング２とを有し、これらの間で電気的接続をなすフラットケーブル３が、固定ハウジング１と可動ハウジング２の間に形成される環状空間部５（図６）内に巻回され納められて構成される。
【００２１】
固定ハウジング１は、外筒体２１を有する上ケース２０と、底板部２６を有する下ケース２５とを、スナップ結合などにより連結・一体化して形成される。上ケース２０には、外筒体２１の上端から内方へ突出する略リング状をなすリング部２２が形成されており、外筒体２１の外周から外方へ突出する、フラットケーブル３を引き出して電気的接続するための固定側上部接続部２３を一体的に備えている。
【００２２】
下ケース２５は、底板部２６の外縁部から立設された壁部２５ａを備えて、その内周壁には内歯歯車１２が形成されている。内歯歯車１２には遊星歯車１１が噛合し、遊星歯車１１は可動ハウジング２に設けられる太陽歯車１０に対して噛合する。各歯車の構成については後で詳述する。下ケース２５はステアリングシャフトを挿通させる開口部２７を有する。遊星歯車１１は、この底板部２６の内面上において自転及び公転動作する。
【００２３】
また、下ケース２５には、上ケース２０と一体化した際に固定側上部接続部２３と一体化する固定側下部接続部２８が外周側に形成されている。固定側下部接続部２８には、固定側に引出されたフラットケーブル３を車両側に電気的に接続するためのコネクタ（図示しない）が設けられる。
【００２４】
可動ハウジング２は、上部ロータ３０と下部ロータ３５とから構成される。可動ハウジング２には、環状空間部５の上方に位置するリング状の天板部３１と、天板部３１の内縁部から下ケース２５の底板部２６側に向かって突設された内筒体３２とを有している。内筒体３２は、外筒体２１と同軸状に配置され、環状空間部５を介して外筒体２１の内周面と対向する。一方、下部ロータ３５は、リング状のリング部３６と、リング部３６の内縁部から立設された筒状部３７とを有している。
【００２５】
可動ハウジング２の天板部３１には、フラットケーブル３を引き出して電気的接続するための可動側接続部３３が形成されている。すなわち、可動側接続部３３には、フラットケーブル３の内端部に接続されたリードブロック（図示略）が収納される。リードブロックには、ステアリング部側のエアバックシステムやホーンスイッチ回路などから導出された外部コネクタ（図示略）が接続される。また、固定ハウジング１内に挿入された上部ロータ３０の内筒体３２には、下ケース２５の開口部２７から挿入された下部ロータ３５の筒状部３７がスナップ結合によって連結される。このように、上部ロータ３０と下部ロータ３５とを連結することで、下部ロータ３５のリング部３６が下ケース２５の底板部２６の下面に対して当接状態で回転自在であり、可動ハウジング２が固定ハウジング１に対して回転自在に保持される。
【００２６】
フラットケーブル３は、内部に長手方向に沿う導通路が複数並設されてなり、可撓性を有する樹脂材料により被覆され形成されている。本実施形態では、フラットケーブル３が第１フラットケーブル３ａと第２フラットケーブル３ｂの２本収納される。第１フラットケーブル３ａは、環状空間部５内を巻回されると共に、第１反転部３ｃを介して巻回方向が反転する。第２フラットケーブル３ｂも、環状空間部５内を巻回されると共に、第２反転部３ｄを介して巻回方向が反転する。第１反転部３ｃと第２反転部３ｄは、周方向において異なる位置に形成される。
【００２７】
各フラットケーブル３は、巻回された内周端部で可動ハウジング２に固定され、外周端部で固定ハウジングに固定される。したがって、可動ハウジング２を固定ハウジング１に対して回転させると、各フラットケーブル３は第１および第２反転部３ｃ、３ｄからフラットケーブル３を内筒体３２の外周面側に巻き取り、あるいは外周面側から繰り出すように駆動される。このため、フラットケーブル３においては、可動ハウジング２の回転位置にかかわらず、反転形状が維持される。
【００２８】
図６に示すように、外筒体２１と内筒体３２の間の環状空間部５には、反転維持部としての回転リング４が底板部２６の内面上に回転可能に配置される。回転リング４には、遊星歯車１１が回転自在に配設され、遊星歯車１１が自転及び公転移動するのに伴い、回転リング４も回転動作する。回転リング４は、リング状の本体部４０を備え、周方向の異なる位置に、第１フラットケーブル３ａの第１反転部３ｃを挿通させる第１反転維持部４１と、第２フラットケーブル３ｂの第２反転部３ｄを挿通させる第２反転維持部４２とを有している。なお、反転維持部は、回転リング体４の他に、遊星歯車１に突設した円柱体又は円筒体もしくは回転可能なローラも適用できる。
【００２９】
図６に示すように、可動ハウジング２の内筒体３２において、下ケース２５の底板部２６と対向する第１対向面３２ａには、太陽歯車１０が固定される。図７には、可動ハウジング２と太陽歯車１０の分解斜視図を示している。太陽歯車１０は、図７に示すように、それぞれリング状で同軸に配置された内側基部１０ｂと外側基部１０ｃとを複数の連結部１０ｄで一体的に形成してなり、外側基部１０ｃの外周面には全周に渡って歯１０ａが形成されている。可動ハウジング２が固定ハウジング１に対し回転自在に配置されると、太陽歯車１０は固定ハウジング１の内歯歯車１２と同軸状に対向する。
【００３０】
図２には、各歯車の配置状態を表した平面図を示している。この図に示すように、各歯車が配置された状態において、太陽歯車１０と内歯歯車１２は同軸状に配置されるから、周方向に一定の間隔を有して対向しており、その間に遊星歯車１１が配置され、遊星歯車１１は太陽歯車１０と内歯歯車１２の両方に噛合している。太陽歯車１０は、可動ハウジング２の回転に伴い回転し、太陽歯車１０に噛合した遊星歯車１１は、太陽歯車１０の回転に伴い自転しつつ周方向に沿って公転する。遊星歯車１１の公転動作によって、回転リング４も底板部２６の内面上を回転することとなる。
【００３１】
遊星歯車１１の構成につき、さらに詳細に説明する。図３には遊星歯車１１を一側から見た斜視図を、図４には遊星歯車１１を他側から見た斜視図を、それぞれ示している。図３に示すように、遊星歯車１１は、同軸状に配置されたそれぞれリング状の内側基部１１ｂと外側基部１１ｃとを、径方向に向かって伸びる連結部１１ｄにより一体化して構成されている。連結部１１ｄは周方向に均等な角度をなして３つ設けられ、これら連結部１１ｄ間の領域はそれぞれ空隙部１１ｅとなっている。外側基部１１ｃの外周面には、全周に渡って歯１１ａが形成されている。
【００３２】
内側基部１１ｂには、連係部１１ｆが突設されている。連係部１１ｆは、回転リング４の連係凹部４４に対し回転自在となるように取付けられ、遊星歯車１１を自転自在とすると共に、公転動作に伴い環状空間部５内で回転リング４を回転動作させる。
【００３３】
また、内側周基部１１ｂの外周面からは、空隙部１１ｅ内に向かって伸びる弾性腕部１１ｇが形成されている。弾性腕部１１ｇは、内側基部１１ｂの外周面から径方向に伸び、途中で屈曲して周方向に沿って伸びている。図４に示すように、弾性腕部１１ｇの底面側には、先端部に突起部１１ｈが、図中下方、すなわち、底板部２６へ向けて突出するよう形成されている。弾性腕部１１ｇは、遊星歯車１１の他の部位に比べて薄肉状に形成されており、しかも片持ち状となっているから、弾性変形自在となっている。図６において遊星歯車１１は、弾性腕部１１ｇ（図示略）が撓み変形した状態で配置され、突起部１１ｈが底板部２６内面から抗力（反力）を受けているので、遊星歯車１１の軸方向における上方に向く弾性付勢力を生起することができる。
【００３４】
遊星歯車１１は、外周に形成された歯１１ａの内側に、周方向に沿って複数の空隙部１１ｅが形成されているので、平面方向に対して弾性を有していて、若干の変形が可能である。また、図２に示すように、太陽歯車１０についても、歯１０ａの内側において、連結部１０ｄ間に周方向に沿って複数の空隙部１０ｅが形成されているから、平面方向に対して弾性を有している。
【００３５】
図５には、遊星歯車１１が変形した状態における太陽歯車１０や内歯歯車１２との噛合状態を模式的に表した拡大平面図を示している。この図に示されているのは、太陽歯車１０と内歯歯車１２の間隔が狭くなった状態である。なお、図５は噛合状態の変化を実際より強調して示している。
【００３６】
遊星歯車１１の、太陽歯車１０及び内歯歯車１２に対する噛合状態は、それらの歯車を含む各関係部材の寸法誤差や、温度変化による歯車の膨張又は収縮変形などにより変化する。このような場合であっても、一般に、各歯車が円滑に噛合するように各歯車間にバックラッシュ（クリアランス:噛合する歯車において、互いのピッチ円間に設定する隙間）を適宜設定するが、本実施形態例による遊星歯車１１は、空隙部１１ｅを有して弾性変形可能であり、また、太陽歯車１０も空隙部１０ｅを有して弾性変形可能であるため、遊星歯車１１と太陽歯車１０及び内歯歯車１２との間における各バックラッシュをほぼゼロに設定しても円滑に噛合動作を実現することができる。これにより、走行中に車が振動しても、各歯車は平面方向においてがたつきのない円滑な噛合動作を実現することができ、がたつき音が生じるのを防止できる。なお、遊星歯車１１と太陽歯車１０及び内歯歯車１２との間に異物が侵入しても、ある程度の大きさの異物であれば、遊星歯車１１と太陽歯車１０の弾性変形によって、それら各歯車の噛合・回転に支障を生じることを回避できる。また、本実施形態では、遊星歯車１１と太陽歯車１０の両方に、周方向に沿って複数の空隙部１１ｅ、１０ｅを形成して弾性変形可能としているが、いずれか一方に空隙部を形成するようにしてもよい。
【００３７】
また、遊星歯車１１は、走行中に車が振動しても、弾性腕部１１ｇにより生起される、遊星歯車１１の軸方向に作用する弾性付勢力よって回転リング４を押し上げるため、環状空間部５内の上下方向についても、がたつくことなく、安定的な動作をなすことができる。詳しくは後述する。
【００３８】
回転コネクタ内の構造につき、さらに説明する。図６に示すように、固定ハウジング１の外筒体２１と可動ハウジング２の内筒体３２との間には環状空間部５が形成され、環状空間部５内には回転リング４が配置されると共に、回転リング４の内周側と外周側にはそれぞれフラットケーブル３が巻回されている。
【００３９】
遊星歯車１１には連係部１１ｆが上方へ突出するように形成されており、回転リング４にはこれに対応して連係凹部４４が形成されている。遊星歯車１１の連係部１１ｆが連係凹部４４に嵌合されることにより、遊星歯車１１は回転リング４に対して回転自在に取付けられる。
【００４０】
回転リング４は、下端部に外方へ突出する鍔部４３を有する。鍔部４３は、内筒体３２の第１対向面３２ａの径方向外側に形成された第２対向面３２ｂに対して弾接している。すなわち、遊星歯車１１は、撓み変形状態にある弾性腕部１１ｇ（図示略）により生起される、遊星歯車１１の軸方向上方に作用する弾性付勢力で回転リング４を押し上げるため、鍔部４３が第２対向面３２ｂに弾接している。
【００４１】
このように、遊星歯車１１は、太陽歯車１０及び内歯歯車１２との間におけるバックラッシュをほぼゼロに設定され、弾性腕部１１ｇにより軸方向上方に付勢されると共に移動自在となっており、回転リング４を介して可動ハウジング２と固定ハウジング１との間に挟持されているから、走行中に車が振動しても、上下方向にがたつくことがなく、安定的な自転及び公転動作をなすことができる。
【００４２】
次に、太陽歯車１０の固定構造について説明する。図１について説明したように、太陽歯車１０は内筒体３２（可動ハウジング２）の第１対向面３２ａ（図６）に対して固着される。そのために、図７に示すように、太陽歯車１０には、内側基部１０ｂにピン状の凸部１０ｆが形成されている。凸部１０ｆは、太陽歯車１０の周方向３か所に形成されていて、それぞれ太陽歯車１０及び内筒体３２の軸方向に沿って伸びるように突出している。可動ハウジング２の底面には、周方向３か所に凹部３４が形成されて、凸部１０ｆと凹部３４とが嵌合される。
【００４３】
次に、図６に基づき固定開放手段６について説明する。固定開放手段６は、第１対向面３２ａ（内筒体３２）に形成した凹部３４と、太陽歯車１０の凸部１０ｆと、凸部１０ｆの根元部の周方向に沿って形成された切欠１０ｇとによって構成されている。この切欠１０ｇは、太陽歯車１０の軸方向と直交する方向に向かって食い込むように形成されており、凸部１０ｆに対し傾倒方向に所定の力が加わると、凸部１０ｆが根元部から破断するように、形状及び深さが設定されている。これにより、太陽歯車１０と可動ハウジング２の間に所定の力以上の捩れ荷重（トルク）が加わると、凸部１０ｆが根元部から破断されて、太陽歯車１０と可動ハウジング２の固定状態が解除されて、可動ハウジング２は太陽歯車１０と無関係に回転自在となる。
【００４４】
このように、太陽歯車１０と可動ハウジング２が、所定の大きさ以上の捩れ荷重により固定状態を解除する固定開放手段６により一体化されていることで、異物の侵入などにより太陽歯車１０などがロックされた場合であっても、固定開放手段６によって可動ハウジング２が回転可能であり、可動ハウジング２と連係するハンドルも回転操作が可能となるから、ハンドル操作のロックされることによってドライバーが遭遇する運転上の危険を回避することができる。
【００４５】
固定開放手段６については、本実施形態で示した構成には限られない。例えば、可動ハウジング２側に凸部を形成し、太陽歯車１０側に凹部を形成するようにしてもよい。また、凸部と凹部の向きについても、本実施形態では太陽歯車１０の軸方向に伸びるように形成しているが、径方向に伸びるように形成してもよい。
【００４６】
次に、固定ハウジング１におけるフラットケーブル３の切断構造につき説明する。本実施形態例による遊星歯車１１を備えた遊星ギヤ方式の回転コネクタでは、製造時や自動車に対する組み付け時において、可動ハウジング２が固定ハウジング１に対して回転中立位置にない不良状態でハンドルに装着されるような場合、その後のハンドル操作において可動ハウジング２が過回転されることになり、遊星歯車１１と太陽歯車１０及び内歯歯車１２との間において歯飛び、すなわち、各歯車同士が噛み合わない状態で遊星歯車１１だけが空回りして、可動ハウジング２が回転されることがある。歯飛びが生じると、不良状態にある回転コネクタの状態がさらに悪化することになる。本実施形態例による回転コネクタには、かかる問題を解決可能とするために、フラットケーブル３を確実に切断して異常を確実に検知できるようにした切断構造が設けられている。図８には、固定ハウジング１を構成する上ケース２０の斜視図を示している。
【００４７】
上ケース２０は、前述のように外筒体２１を備えている。フラットケーブル３を固定側上部接続部２３側から環状空間部５に導出させるために、外筒体２１には導出部６０が形成されている。導出部６０は、外筒体２１の壁面にフラットケーブル３を挿通させる案内経路６１を形成している。
【００４８】
図９には、図８のうち導出部６０付近の拡大図を示している。導出部６０には、案内経路６１を構成する対向する２つの壁のうち、環状空間部５側に先端が配置される一方の壁の環状空間部５側端部に、破断部６２が形成されている。破断部６２は、階段状に形成されていて、縦辺の部分は鋭利なカッター状となっている。
【００４９】
外筒体２１を構成する内壁には、破断部６２の近傍に保持部６３が形成されている。保持部６３は、外筒体２１の内壁と対向するように形成される案内壁部６３ａと、外筒体２１の内壁から案内壁部６３ａ側に突出するように伸びる保持壁部６３ｂと、これら案内壁部６３ａと保持壁部６３ｂの間の隙間として形成される挿通部６３ｃとで構成される。
【００５０】
図１０には、図９の状態からフラットケーブル３を環状空間部５に導出させた状態の斜視図を示している。この図に示すように、フラットケーブル３は、固定側上部接続部２３側から導出部６０に至る案内経路６１を挿通されて環状空間部５内に導出され、そこで反転して環状空間部５内に巻き回されている。フラットケーブル３の反転している部分である折り返し部３ｅは、その内側に位置する破断部６２と対向した状態となっている。
【００５１】
折り返し部３ｅより環状空間部５側におけるフラットケーブル３は、そのまま外筒体２１の内壁に沿って巻回されて保持部６３を構成する挿通部６３ｃに挿通され、その先で案内壁部６３ａに沿うと共に、折り曲げ部３ｆで折り返され、保持壁部６３ｂに突き当たる位置において折り曲げ部３ｇで再度折り返され、その先は外筒体２１の内壁に沿って配置される。
【００５２】
フラットケーブル３が、このように保持部６３によって２回折り返された状態で保持されるので、フラットケーブル３の導出部６０付近が可動ハウジング２の過回転により、図１０に示す力Ｆで引っ張られた場合に、力Ｆが大きくなって後述の保持力に至ると、まず保持部６３の折り返し状態が解除され、その直後に、折り返し部３ｅが瞬時に引っ張られることとなる。そのときフラットケーブル３は、折り返し部３ｅが破断部６２に瞬時に衝当され切断される。保持部６３におけるフラットケーブル３の保持力は、フラットケーブル３の保持部分における、フラットケーブル３と外筒体２１の内壁および案内壁部６３ａとの摩擦力、折り返したフラットケーブル３同士の摩擦力、及び、フラットケーブル３の折り返し状態を解除するときの変形に対する抗力などによって定まるから、フラットケーブル３の選定及び保持部６３の形状によって、保持力を設定することができる。
【００５３】
図１１には、フラットケーブル３に保持力以上の力がかかり、保持部６３の折り返し状態が解除され、フラットケーブル３に強い引っ張り力が瞬時に加わって切断された状態の拡大斜視図を示している。この図に示すように、フラットケーブル３の保持部６３における折り返し状態は、フラットケーブル３に所定以上の引っ張り力がかかった時点で解除されており、この状態でさらに引っ張られると、折り返し部３ｅが破断部６２の先端に瞬時に押し付けられるので、これによって切断される。フラットケーブル３が切断されると、電気的な接続が完全に切断されるので、検査時において確実に異常として検出することができる。
【００５４】
可動ハウジング２に過回転が発生して歯車の歯飛びが生じる前に確実にフラットケーブル３を切断するには、以下のような力関係を設定することが必要となる。歯車の歯飛びが生じるときのフラットケーブル３にかかる力をＦ1、保持部６３においてフラットケーブル３を保持する力をＦ2、破断部６２でフラットケーブル３を切断するのに必要な力をＦ3とすると、Ｆ1＞Ｆ2＞Ｆ3となるように設定される。
【００５５】
この力関係により、歯車の歯飛びが生じる力Ｆ1よりも小さく、かつ、保持部６３においてフラットケーブル３を保持する力Ｆ2よりも大きい力Ｆがフラットケーブル３にかかった場合、確実に保持部６３におけるフラットケーブル３の保持が解除される。この場合、破断部６２でフラットケーブル３を切断するのに必要な力Ｆ3よりも大きい力がフラットケーブル３にかかるから、歯車の歯飛びを生じることなく、破断部６２により確実にフラットケーブル３が切断される。なお、フラットケーブル３にかかる力Ｆが、保持部６３においてフラットケーブル３を保持する力Ｆ2より小さい場合には、保持部６３におけるフラットケーブル３の保持が維持されるから、破断部６２により切断されることがない。
【００５６】
このように、外筒体２１に保持部６３を設けて上記３つの力関係を適切に設定することにより、保持部６３においてフラットケーブル３を保持する力Ｆ2以上の引っ張り力がフラットケーブル３に作用した場合には、歯車の歯飛びを生じることなくフラットケーブル３を確実に切断し、保持部６３においてフラットケーブル３を保持する力Ｆ2より小さい引っ張り力がフラットケーブル３に作用した場合には、保持部６３におけるフラットケーブル３の保持状態を維持して切断がされないようにすることができる。これによって、異常がある場合には確実に発見できると共に、それ以外の場合には確実に切断を防止することができるから、過回転による不具合発生を防止することができる。
【００５７】
切断構造において、保持部６３の構成は本実施形態のように２つの壁部を設けるものには限られない。例えば、外筒体２１の近傍に固定ハウジング１における径方向位置の異なる２本のピン状の突起を形成しておき、これらの突起でフラットケーブル３を２回折り返すことで、フラットケーブル３を保持する保持部６３を構成することもできる。この場合、突起は、フラットケーブル３に対し所定のＦ2以上の力がかかると折れて、フラットケーブル３の保持状態を解除するように構成される。
【００５８】
また、図１１において、保持部６３の構成の代わりに、破断部６２のさらに先の位置で、図中鎖線で示すような反転ピン６４を底板部２６に立設して、この反転ピン６４を内側にして図中鎖線のフラットケーブル３を反転させるようにし、かつ、この反転ピン６４がＦ2の力で折れるように設定したものであってもよい。この場合、反転ピン６４が切断構造をなすことになる。
【００５９】
また、外筒体２１の内壁から突起を突出させ、フラットケーブル３には所定位置に突起を挿通させる孔部を形成しておき、孔部に突起を挿通させることで、フラットケーブル３を保持する保持部６３を構成することもできる。この場合も、突起は、フラットケーブル３に対し所定のＦ2以上の力がかかると折れて、フラットケーブル３の保持状態を解除するように構成される。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。
【符号の説明】
【００６１】
１ 固定ハウジング
２ 可動ハウジング
３ フラットケーブル
４ 回転リング
５ 環状空間部
６ 固定開放手段
１０ 太陽歯車
１０ａ 歯
１０ｅ 空隙部
１０ｆ 凸部
１０ｇ 切欠
１１ 遊星歯車
１１ａ 歯
１１ｅ 空隙部
１２ 内歯歯車
２１ 外筒体
２６ 底板部
３２ 内筒体
３４ 凹部
６０ 導出部
６１ 案内経路
６２ 破断部
６３ 保持部
６３ａ 案内壁部
６３ｂ 保持壁部
６３ｃ 挿通部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒体を有する固定ハウジングと、該固定ハウジングと同軸に配置されて前記外筒体と対向する内筒体を有する可動ハウジングとを有し、対向する前記外筒体と内筒体の間には環状空間部が形成されると共に、該環状空間部にフラットケーブルを巻回して収納した回転コネクタにおいて、
前記固定ハウジングの外筒体には内周面に沿う内歯歯車が設けられ、前記可動ハウジングの内筒体には外周面に沿う太陽歯車が設けられ、該太陽歯車と前記内歯歯車との両方に噛合し前記固定ハウジングの底板部に沿って移動自在な遊星歯車が設けられ、
前記可動ハウジングの内筒体と前記太陽歯車とは、固定開放手段により一体化されており、該固定開放手段は前記太陽歯車と前記内筒体の間に所定以上の捩れ荷重がかかると、前記太陽歯車と前記内筒体間の固定状態を解除することを特徴とする回転コネクタ。
【請求項２】
前記環状空間部には前記フラットケーブルの回転方向が反転する形状を維持する反転維持部が配置され、前記遊星歯車は前記反転維持部を支持することを特徴とする請求項１記載の回転コネクタ。
【請求項３】
前記固定開放手段は、前記内筒体と前記太陽歯車の一方に形成した凸部と、前記内筒体と前記太陽歯車の他方に形成した凹部とを嵌合してなり、前記凸部には根元部に切欠が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の回転コネクタ。
【請求項４】
前記固定開放手段は周方向複数箇所に形成され、前記凸部は前記内筒体の軸線方向に沿って伸びるように形成されることを特徴とする請求項３記載の回転コネクタ。
【請求項５】
前記切欠は前記凸部の根元部全周に渡って、前記内筒体の軸線方向と直交する方向に向かって食い込むように形成されることを特徴とする請求項４記載の回転コネクタ。
【請求項１】
外筒体を有する固定ハウジングと、該固定ハウジングと同軸に配置されて前記外筒体と対向する内筒体を有する可動ハウジングとを有し、対向する前記外筒体と内筒体の間には環状空間部が形成されると共に、該環状空間部にフラットケーブルを巻回して収納した回転コネクタにおいて、
前記固定ハウジングの外筒体には内周面に沿う内歯歯車が設けられ、前記可動ハウジングの内筒体には外周面に沿う太陽歯車が設けられ、該太陽歯車と前記内歯歯車との両方に噛合し前記固定ハウジングの底板部に沿って移動自在な遊星歯車が設けられ、
前記可動ハウジングの内筒体と前記太陽歯車とは、固定開放手段により一体化されており、該固定開放手段は前記太陽歯車と前記内筒体の間に所定以上の捩れ荷重がかかると、前記太陽歯車と前記内筒体間の固定状態を解除することを特徴とする回転コネクタ。
【請求項２】
前記環状空間部には前記フラットケーブルの回転方向が反転する形状を維持する反転維持部が配置され、前記遊星歯車は前記反転維持部を支持することを特徴とする請求項１記載の回転コネクタ。
【請求項３】
前記固定開放手段は、前記内筒体と前記太陽歯車の一方に形成した凸部と、前記内筒体と前記太陽歯車の他方に形成した凹部とを嵌合してなり、前記凸部には根元部に切欠が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の回転コネクタ。
【請求項４】
前記固定開放手段は周方向複数箇所に形成され、前記凸部は前記内筒体の軸線方向に沿って伸びるように形成されることを特徴とする請求項３記載の回転コネクタ。
【請求項５】
前記切欠は前記凸部の根元部全周に渡って、前記内筒体の軸線方向と直交する方向に向かって食い込むように形成されることを特徴とする請求項４記載の回転コネクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２０４０５８（Ｐ２０１２−２０４０５８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６５８２４（Ｐ２０１１−６５８２４）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
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