回転コネクタ
【課題】遊星歯車と他の歯車を円滑に動作させることができ、がたつき音が生じないようにした回転コネクタを提供する。
【解決手段】外筒体２１を有する固定ハウジング１と、固定ハウジング１と同軸に配置されて外筒体２１と対向する内筒体３２を有する可動ハウジング２とを有し、対向する外筒体２１と内筒体３２の間には環状空間部５が形成されると共に、環状空間部５にフラットケーブル３を巻回して収納し、固定ハウジング１の外筒体２１には内周面に沿う内歯車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と内歯車１２の間には、太陽歯車１０と内歯車１２の両方に噛合し、固定ハウジング１の底板部２６の内面に沿って移動自在な遊星歯車１１が設けられ、遊星歯車１１と太陽歯車１０は、歯車の内側に周方向に沿って複数の空隙部１０ｅ、１１ｅを有する。
【解決手段】外筒体２１を有する固定ハウジング１と、固定ハウジング１と同軸に配置されて外筒体２１と対向する内筒体３２を有する可動ハウジング２とを有し、対向する外筒体２１と内筒体３２の間には環状空間部５が形成されると共に、環状空間部５にフラットケーブル３を巻回して収納し、固定ハウジング１の外筒体２１には内周面に沿う内歯車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と内歯車１２の間には、太陽歯車１０と内歯車１２の両方に噛合し、固定ハウジング１の底板部２６の内面に沿って移動自在な遊星歯車１１が設けられ、遊星歯車１１と太陽歯車１０は、歯車の内側に周方向に沿って複数の空隙部１０ｅ、１１ｅを有する。
【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一軸上に配置し、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車（アウターギア）が、可動ハウジングに太陽歯車（サンギア）が、それぞれ設けられて互いに対向し、これら内歯車と太陽歯車の両方に噛合する遊星歯車（プラネタリギア）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状態を維持する反転維持部を備えた構成が採用されている。
【０００７】
しかしこの場合、円滑な動作をなすためには、歯車の変形等も考慮して、遊星歯車と内歯車及び太陽歯車との間にある程度のバックラッシュが必要となる。このため、自動車が振動した際などに、歯車同士が衝当してがたつくので、がたつき音を発生させる原因となる。
【０００８】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、遊星歯車と他の歯車を円滑に動作させることができ、がたつき音が生じないようにした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、外筒体及び底板部を有する固定ハウジングと、該固定ハウジングと同一軸上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内面に内歯車が設けられ、前記可動ハウジングの内筒体に、前記内歯車と同一軸上に配置されて該内歯車と対向する太陽歯車が設けられ、該太陽歯車と前記内歯車に噛合して自転及び公転する遊星歯車が、前記底板部上に回動可能に設けられており、前記遊星歯車、前記内歯車及び前記太陽歯車の少なくともひとつは、周方向に沿って複数の空隙部を有してな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、前記遊星歯車を回転可能に支持すると共に、前記フラットケーブルの巻回方向が反転する状態を維持する反転維持部が回動可能に設けられた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、前記反転維持部は、前記遊星歯車を回転可能に支持する回転リング体と、該回転リング体に形成された、前記フラットケーブルを反転させるための開口部とで構成され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、前記遊星歯車及び太陽歯車の少なくとも一方は、外周に沿って歯が形成されたリング形状の外側基部と、該外側基部の内側に形成される内側基部とを、複数の連結部で連結してなり、それら複数の連結部間に前記複数の空隙部のそれぞれが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、前記遊星歯車は、前記底板部及び前記回転リング体の少なくとも一方に弾性的に当接する弾接部を有し、前記回転リング体は、該回転リング体の径方向の内方及び外方で前記フラットケーブルの下端部を支持する鍔部を有し、前記内筒体は、前記鍔部と摺接する当接面部を有することを特徴として構成されている。
【００１４】
また、本発明に係る回転コネクタは、前記弾接部は、前記空隙部内に向かって延びる弾性腕部であることを特徴として構成されている。
【００１５】
さらに、本発明に係る回転コネクタは、前記内歯車が、内周に沿って歯が形成されたリング形状の内側リング体と、該内側リング体の外側に形成される外側リング体とを、複数の連結部で連結してなり、それら複数の連結部間に前記複数の空隙部のそれぞれが形成されることを特徴として構成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１に係る回転コネクタによれば、遊星歯車、内歯車及び太陽歯車の少なくともひとつが、周方向に沿って複数の空隙部を有することにより、径方向に弾性変形することが可能となるため、温度変化などに対応するためのバックラッシュを各歯車間に設定する必要がなくなり、バックラッシュを設けなくても、遊星歯車と他の歯車を円滑に動作させることができ、がたつき音が生じるのを防止できる。また、各歯車間に異物が侵入しても、各歯車の噛合に支障を生じるのを回避でき、円滑に動作させることができる。
【００１７】
また、本発明の請求項２に係る回転コネクタによれば、可動ハウジングの回転方向や回転速度に関わりなく、フラットケーブルの反転形状を安定して維持できるので、フラットケーブルの変形による支障を生じ難くして、回転コネクタの品質及び信頼性を向上できる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項３に係る回転コネクタによれば、開口部を複数形成したので、反転された複数枚のフラットケーブルを少ない部材で容易に巻回でき、低コスト化できる。
【００１９】
さらにまた、本発明の請求項４に係る回転コネクタによれば、遊星歯車及び太陽歯車の少なくとも一方が径方向に偏りなく弾性変形することが可能となるので、各歯車を、より円滑に噛合させてがたつき音が生じるのをさらに確実に防止できる。
【００２０】
そして、本発明の請求項５に係る回転コネクタによれば、回転リング体が可動ハウジングに弾接された状態を維持でき、フラットケーブルが上下に振られるスペースを狭くできるので、たとえ回転コネクタが上下に振動しても、回転リング体及びフラットケーブルによるがたつき音を極めて小さく抑えることができる。
【００２１】
また、本発明の請求項６に係る回転コネクタによれば、簡単な構成で遊星歯車に軸方向における弾性を持たせることができ、がたつき音をさらに効率よく防止できる。
【００２２】
さらに、本発明の請求項７に係る回転コネクタによれば、内歯車が径方向に偏りなく弾性変形することが可能となるので、各歯車を、より円滑に噛合させてがたつき音が生じるのをさらに確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】変形した遊星歯車と太陽歯車及び内歯車との噛合状態を示す模式的平面図である。
【図６】回転コネクタの縦断面図のうち、遊星歯車が存在する位置の断面図である。
【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】フラットケーブルが切断された状態の拡大斜視図である。
【図１２】図３とは異なる遊星歯車が太陽歯車及び内歯車と噛合する状態を示す模式的平面図である。
【図１３】図６に示す回転コネクタの縦断面図のうち、図３とは異なる遊星歯車が存在する位置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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は、本実施形態における回転コネクタの分解斜視図である。また図６は、回転コネクタの縦断面図のうち、遊星歯車が存在する位置の断面図である。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。
【００２５】
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が形成されている。リング部２２は、外筒体２１の外周から外方へ突出する上部接続部２３を一体的に備えている。
【００２６】
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車１２が形成されている。内歯車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する。
【００２７】
また、下ケース２５には、上ケース２０と一体化した際に上部接続部２３と一体化する下部接続部２８が外周側に形成されている。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。
【００２８】
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と同一軸上に配置され、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。
【００２９】
可動ハウジング２の天板部３１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）を収納する可動側接続部３３を有する。リードブロックには、例えば、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に接続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とを連結すると、下部ロータ３５のリング部３６が、下ケース２５の底板部２６の外面に対して当接し、可動ハウジング２が固定ハウジング１に対して回転可能に支持される。
【００３０】
フラットケーブル３は、導体線が可撓性を有する樹脂フィルムによって被覆されている。本実施形態では、第１フラットケーブル３ａと第２フラットケーブル３ｂが、環状空間部５内に収納されて巻回される。第１フラットケーブル３ａは、第１反転部３ｃを介して巻回方向が反転され、第２フラットケーブル３ｂは、第２反転部３ｄを介して巻回方向が反転される。
【００３１】
各フラットケーブル３は、内端部が可動ハウジング２に固定され、外端部が固定ハウジング１に固定される。そして、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、内筒体３２の外周面側に巻き取られ、外周面側から繰り出される。
【００３２】
図６に示すように環状空間部５には、回転リング体（反転維持部）４が底板部２６の内面上に配置される。回転リング体４には、遊星歯車１１が回転可能に支持される。したがって、可動ハウジング２が回転すると、遊星歯車１１が自転及び公転するのに伴い、回転リング体４が回動される。
【００３３】
なお、回転リング４は、リング状の本体部４０を備え、本体部４０の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開口部（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開口部（反転維持部）４２とを有している。このため、各フラットケーブル３の第１反転部３ｃと第２反転部３ｄは、可動ハウジング２の回転位置にかかわらず、第1及び第２開口部４１，４２によって各反転形状が維持される。ここで、本体部４０は、外筒体２１と内壁と内筒体３２の外壁とに対向する周壁部４０ａを有する。なお、反転維持部としては、回転リング体４及び第１・第２開口部の他に、例えば、遊星歯車１に突設するように設けた円柱体、円筒体、又は回転可能なローラなどを適用することができ、フラットケーブル３の反転部（第１反転部３ｃ，３ｄ）の内側に配置される。
【００３４】
このような構成によって、可動ハウジング２の回転方向や回転速度に関わりなく、フラットケーブル３の第１及び第２反転部３ｃ，３ｄの形状を安定して維持できるので、フラットケーブル３が変形する支障を生じ難くして、回転コネクタの品質及び信頼性を向上できる。また、開口部を複数形成したので、反転された複数枚のフラットケーブル３を少ない部材で容易に巻回でき、低コスト化できる。
【００３５】
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に太陽歯車１０が取付けられる。なお、第１対向面３２ａについては詳しく後述する。図７は、可動ハウジング２と太陽歯車１０の分解斜視図である。太陽歯車１０は、リング状の内側基部１０ｂと外側基部１０ｃとが複数の連結部１０ｄで連結されてなり、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に対し回転可能に支持されると、太陽歯車１０は固定ハウジング１の内歯車１２と径方向において対向する。
【００３６】
図２は、各歯車の配置状態を表した平面図である。遊星歯車１１は、同一軸上に配置された太陽歯車１０と内歯車１２とに、噛合している。したがって遊星歯車１１は、可動ハウジング２の回転に伴い自転しつつ周方向に公転する。遊星歯車１１の自転及び公転によって、回転リング体４が底板部２６の内面上を回動する。
【００３７】
遊星歯車１１について詳細に説明する。図３は、遊星歯車１１を一側から見た斜視図、図４は、遊星歯車１１を他側から見た斜視図である。図３に示すように、遊星歯車１１は、同一軸上に配置されたリング状の内側基部１１ｂと外側基部１１ｃとが、径方向に延びる連結部１１ｄによって連結されている。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間に空隙部１１ｅが形成される。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。
【００３８】
内側基部１１ｂには、突設部１１ｆが軸方向に突設されている。突設部１１ｆは、回転リング体４の嵌合凹部４４に回転可能に取付けられる（図６）。遊星歯車１１が自転及び公転すると、環状空間部５内で回転リング４が回動される。
【００３９】
また、内側基部１１ｂには、空隙部１１ｅ内に向かって延びる弾性腕部１１ｇが形成されている。弾性腕部１１ｇ(弾接部)は、途中で屈曲して周方向に沿って延びている。図４に示すように、弾性腕部１１ｇの先端部には、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で片持ち状に形成されているので、弾性変形が可能である。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るため、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、軸方向における上方に向く弾性付勢力を生起している。
【００４０】
なお遊星歯車１１は、歯１１ａの内方において、周方向に沿って複数の空隙部１１ｅが形成されているので、径方向に対して弾性変形が可能である。図２に示すように、太陽歯車１０は、歯１０ａの内方において、各連結部１０ｄ間に周方向に沿って複数の空隙部１０ｅが形成されているので、径方向に対して弾性変形が可能である。
【００４１】
図５は、遊星歯車１１と太陽歯車１０及び内歯車１２との噛合状態を示す模式的平面図である。この図は、温度変化などによって太陽歯車１０と内歯車１２の間隔が狭くなった状態を実際より強調して示している。
【００４２】
このような状態であっても、遊星歯車１１は、空隙部１１ｅを有しており弾性変形が可能であり、また、太陽歯車１０は、空隙部１０ｅを有しており弾性変形が可能であるため、遊星歯車１１、太陽歯車１０及び内歯車１２間のバックラッシュをゼロに設定しても、各歯車が円滑に噛合して回転することができる。したがって、車が走行中に振動しても、各歯車は平面方向においてがたつきなく円滑に噛合するので、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及び内歯車１２との間に異物が侵入しても、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及び太陽歯車１０に、周方向に沿って複数の空隙部１１ｅ及び空隙部１０ｅを形成して弾性変形可能としているが、いずれか一方の歯車に空隙部を形成するようにしてもよい。なお、太陽歯車１０に空隙を形成する場合、図２及び図５に示すように、同一軸上に配置されたリング状の内側基部１０ｂと外側基部１０ｃとが、径方向に延びる連結部１０ｄによって連結される。連結部１０ｄは周方向に均等な角度をなして複数設けられ、これら連結部１０ｄ間に空隙部１０ｅが形成され、外側基部１０ｃの外周面には全周に渡って歯１０ａが形成される。なお、全歯車が空隙部を有する構成であってもよいのは勿論であるが、弾性変形する各連結部の撓み率がより小さい方が望ましいので、寿命の観点からすると、遊星歯車１１には空隙を形成せず、太陽歯車１０及び内歯車１２の少なくとも一方に空隙を形成するのが好ましい。例えば図１２に示すように、遊星歯車１１には空隙部を形成せず、太陽歯車１０及び内歯車１２のそれぞれに空隙１０ｅ、１２ｅを形成してもよい。内歯車１２としては、同一軸上に配置されたリング状の内側リング体１２ｂと外側リング体１２ｃとが、径方向に延びる連結部１２ｄによって連結される。連結部１２ｄは周方向に均等な角度をなして複数設けられ、これら連結部１２ｄ間に空隙部１２ｅが形成されており、内側リング体１２ｃの内周面には全周に渡って歯１２ａが形成される。
【００４３】
また、遊星歯車１１は、弾性腕部１１ｇによって生起される弾性付勢力よって回転リング体４を押し上げて、第１対向面３２ａ（内筒体３２）に押し付ける。したがって、車が走行中に振動しても、環状空間部５内で回動リング体４が上下方向にがたつくことがないので、がたつき音が生じるのを防止できる。
【００４４】
回転コネクタの構造を説明する。図６に示すように、環状空間部５内において、回転リング体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。内筒体３２の下部の径方向外方には、底板部２６（下ケース２５）と対向する第１対向面３２ａ及び第２対向面３２ｂ（当接面部）が段差を介して形成されている。第１対向面３２ａは径方向内方に形成され、第２対向面３２ｂは径方向外方に形成される。第１対向面３２ａには、前述のように太陽歯車１０が取付けられる。
【００４５】
回転リング体４は、下端部に内方及び外方へ突出する鍔部４３を有する。なお、内方へ突出する鍔部４３の内縁部４３ａは、内筒体３２の外周壁よりも径方向内側に位置する。一方、外方へ突出する鍔部４３の外縁部４３ｂは、外筒体２１の下部に形成した段部によって形成される外方空隙部２１ａ内に延びており、外筒体２１の内周壁よりも径方向外側に位置する。したがって鍔部４３は、各フラットケーブル３の下端部を支持する。また、リング部２２及び天板部３１と鍔部４３と前述した周壁部４０ａとによって、各フラットケーブルが上下及び径方向に移動できるスペースが限定されて狭くなるので、車が走行中に上下に振動しても、各フラットケーブルがリング部２２及び底板部２６のそれぞれの内面に衝突して生じる音を低く抑えることができる。また、弾性腕部１１ｇの弾性付勢力によって鍔部４３の内縁部４３ａが第１対向面３２ａに常時弾接されるため、車が走行中に振動しても、遊星歯車１１及び回動リング体４が上下方向にがたつくことがなく、がたつき音が生じるのを防止できる。
【００４６】
このように、本実施形態による回転コネクタは、遊星歯車１１、太陽歯車１０及び内歯車１２間のバックラッシュをゼロに設定しても各歯車ががたつきなく円滑に噛合するので、車が走行中に振動しても、各歯車同士によるがたつき音が生じるのを防止できる。また、遊星歯車１１に設けた回動リング体４が弾性腕部１１ｇにより軸方向上方に付勢されるため、鍔部４３の内縁部４３ａが第２対向面３２ｂに常時弾接されるので、車が走行中に上下に振動しても、遊星歯車１１及び回動リング体４が上下方向にがたつくことがなく、がたつき音が生じるのを防止できる。
【００４７】
なお遊星歯車１１は、突設部１１ｆの突設方向と弾性腕部１１ｇの突出方向とが同方向に形成されたものであってもよい。図１３に示すように、このような遊星歯車１１が弾性腕部１１ｇ（図示略）が撓み変形した状態で環状空間部５に配置されると、回転リング４が突起部１１ｈによって軸方向上方を向く弾性付勢力が付与されるため、車が走行中に振動しても、遊星歯車１１及び回動リング体４が上下方向にがたつくことはないので、がたつき音が生じるのを防止できる。また遊星歯車１１は、回転リング体４の下面からの抗力（反力）によって底板部２６の上面に常時押し付けられるため、車が上下に強く振動しても上下動しないので、太陽歯車１０及び内歯車１２に対する噛合状態を一定に保つことができ、それら歯車間に偏摩耗が生じるのを防止できる。
【００４８】
次に、太陽歯車１０の取付構造について説明する。前述したように、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）に取付けられる。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が回転軸方向に突設するように形成されている。凸部１０ｆは、太陽歯車１０の周方向３か所に形成されていて、太陽歯車１０及び内筒体３２の軸方向に沿って延びるように突出している。内筒体２１の第１対向面３２ａには、周方向３か所に凹部３４が形成されており、凸部１０ｆと凹部３４とが嵌合される。
【００４９】
次に、図６に基づき固定解除手段６について説明する。固定解除手段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の根元部に形成された切欠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いる。また、切欠１０ｇの形状及び深さなどは、凸部１０ｆに対し傾倒方向に所定の力が加わるときに切欠１０ｇが破断するように設定されている。したがって、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が切欠１０ｇで破断されて、太陽歯車部材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は太陽歯車部材１０に対して回転自在となる。
【００５０】
したがって、異物の侵入などにより遊星歯車１１がロックされた場合であっても、固定解除手段６によって可動ハウジング２が回転可能となり、可動ハウジング２と連結されたハンドルも回転操作が可能となるので、ハンドル操作がロックされる危険性を回避することができる。
【００５１】
固定解除手段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（第１対向面３２ａ）の凹部３４を凸部にし、太陽歯車１０の凸部１０ｆを凹部にしてもよい。また、本実施形態では凹部３４と凸部１０ｆの向きが軸方向に延びているが、径方向に延びるように形成されてもよい。
【００５２】
次に、フラットケーブル３の切断構造につき説明する。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回転コネクタが、自動車のハンドルに装着される場合が極く稀にある。このような場合、ハンドル操作によって可動ハウジング２が過回転されると、遊星歯車１１と太陽歯車１０及び内歯車１２が正常に噛み合わない状態で空回りするという歯飛びが発生して、可動ハウジング２が回転される虞がある。空回りが生じると、可動ハウジング２が回転中立位置にない状態がさらに続いてしまうという問題がある。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は、固定ハウジング１を構成する上ケース２０の斜視図である。
【００５３】
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である。
【００５４】
図９は、図８の導出部６０付近の拡大図である。導出部６０には、案内経路６１において対向する２つの壁のうち、環状空間部５側に配置される壁に破断部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。
【００５５】
外筒体２１の内壁には、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の内壁と離隔して対向する案内壁部６３ａと、外筒体２１の内壁から案内壁部６３ａ側に突出する保持壁部６３ｂと、これら案内壁部６３ａと保持壁部６３ｂ間の隙間として形成される挿通部６３ｃとで構成される。
【００５６】
図１０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である。この図に示すように、フラットケーブル３は、導出部６０の案内経路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と対向する。
【００５７】
環状空間部５内に導出されたフラットケーブル３は、保持部６３を構成する挿通部６３ｃに挿通され、その先方で案内壁部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。
【００５８】
図１０において、可動ハウジング２の過回転によってフラットケーブル３が力Ｆで引っ張られた場合、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。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。したがって保持力は、フラットケーブル３の機械的性質や折り曲げ回数などによって設定される。
【００５９】
図１１は、フラットケーブル３が切断された状態の拡大斜視図である。この図に示すように、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。
【００６０】
可動ハウジング２に過回転が発生した場合、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必要がある。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。
【００６１】
この力関係により、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の保持状態が解除される。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。
【００６２】
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、異常があり過回転される場合には、フラットケーブル３を確実に切断して異常を発見できる。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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】
【００６７】
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 回転リング体（反転維持部）
５ 環状空間部
６ 固定解除手段
１０ 太陽歯車
１０ａ 歯
１０ｂ，１１ｂ 内側基部
１０ｃ，１１ｃ 外側基部
１０ｅ 空隙部
１０ｆ 凸部
１０ｇ 切欠
１１ 遊星歯車
１１ａ 歯
１１ｅ 空隙部
１２ 内歯車
１２ｂ 内側リング体
１２ｃ 外側リング体
２１ 外筒体
２６ 底板部
３２ 内筒体
３２ｂ 当接面部（第２対向面３２ｂ）
３４ 凹部
４１ 第１開口部（反転維持部）
４２ 第２開口部（反転維持部）
４３ 鍔部
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一軸上に配置し、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車（アウターギア）が、可動ハウジングに太陽歯車（サンギア）が、それぞれ設けられて互いに対向し、これら内歯車と太陽歯車の両方に噛合する遊星歯車（プラネタリギア）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状態を維持する反転維持部を備えた構成が採用されている。
【０００７】
しかしこの場合、円滑な動作をなすためには、歯車の変形等も考慮して、遊星歯車と内歯車及び太陽歯車との間にある程度のバックラッシュが必要となる。このため、自動車が振動した際などに、歯車同士が衝当してがたつくので、がたつき音を発生させる原因となる。
【０００８】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、遊星歯車と他の歯車を円滑に動作させることができ、がたつき音が生じないようにした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、外筒体及び底板部を有する固定ハウジングと、該固定ハウジングと同一軸上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内面に内歯車が設けられ、前記可動ハウジングの内筒体に、前記内歯車と同一軸上に配置されて該内歯車と対向する太陽歯車が設けられ、該太陽歯車と前記内歯車に噛合して自転及び公転する遊星歯車が、前記底板部上に回動可能に設けられており、前記遊星歯車、前記内歯車及び前記太陽歯車の少なくともひとつは、周方向に沿って複数の空隙部を有してな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、前記遊星歯車を回転可能に支持すると共に、前記フラットケーブルの巻回方向が反転する状態を維持する反転維持部が回動可能に設けられた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、前記反転維持部は、前記遊星歯車を回転可能に支持する回転リング体と、該回転リング体に形成された、前記フラットケーブルを反転させるための開口部とで構成され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、前記遊星歯車及び太陽歯車の少なくとも一方は、外周に沿って歯が形成されたリング形状の外側基部と、該外側基部の内側に形成される内側基部とを、複数の連結部で連結してなり、それら複数の連結部間に前記複数の空隙部のそれぞれが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、前記遊星歯車は、前記底板部及び前記回転リング体の少なくとも一方に弾性的に当接する弾接部を有し、前記回転リング体は、該回転リング体の径方向の内方及び外方で前記フラットケーブルの下端部を支持する鍔部を有し、前記内筒体は、前記鍔部と摺接する当接面部を有することを特徴として構成されている。
【００１４】
また、本発明に係る回転コネクタは、前記弾接部は、前記空隙部内に向かって延びる弾性腕部であることを特徴として構成されている。
【００１５】
さらに、本発明に係る回転コネクタは、前記内歯車が、内周に沿って歯が形成されたリング形状の内側リング体と、該内側リング体の外側に形成される外側リング体とを、複数の連結部で連結してなり、それら複数の連結部間に前記複数の空隙部のそれぞれが形成されることを特徴として構成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１に係る回転コネクタによれば、遊星歯車、内歯車及び太陽歯車の少なくともひとつが、周方向に沿って複数の空隙部を有することにより、径方向に弾性変形することが可能となるため、温度変化などに対応するためのバックラッシュを各歯車間に設定する必要がなくなり、バックラッシュを設けなくても、遊星歯車と他の歯車を円滑に動作させることができ、がたつき音が生じるのを防止できる。また、各歯車間に異物が侵入しても、各歯車の噛合に支障を生じるのを回避でき、円滑に動作させることができる。
【００１７】
また、本発明の請求項２に係る回転コネクタによれば、可動ハウジングの回転方向や回転速度に関わりなく、フラットケーブルの反転形状を安定して維持できるので、フラットケーブルの変形による支障を生じ難くして、回転コネクタの品質及び信頼性を向上できる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項３に係る回転コネクタによれば、開口部を複数形成したので、反転された複数枚のフラットケーブルを少ない部材で容易に巻回でき、低コスト化できる。
【００１９】
さらにまた、本発明の請求項４に係る回転コネクタによれば、遊星歯車及び太陽歯車の少なくとも一方が径方向に偏りなく弾性変形することが可能となるので、各歯車を、より円滑に噛合させてがたつき音が生じるのをさらに確実に防止できる。
【００２０】
そして、本発明の請求項５に係る回転コネクタによれば、回転リング体が可動ハウジングに弾接された状態を維持でき、フラットケーブルが上下に振られるスペースを狭くできるので、たとえ回転コネクタが上下に振動しても、回転リング体及びフラットケーブルによるがたつき音を極めて小さく抑えることができる。
【００２１】
また、本発明の請求項６に係る回転コネクタによれば、簡単な構成で遊星歯車に軸方向における弾性を持たせることができ、がたつき音をさらに効率よく防止できる。
【００２２】
さらに、本発明の請求項７に係る回転コネクタによれば、内歯車が径方向に偏りなく弾性変形することが可能となるので、各歯車を、より円滑に噛合させてがたつき音が生じるのをさらに確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】変形した遊星歯車と太陽歯車及び内歯車との噛合状態を示す模式的平面図である。
【図６】回転コネクタの縦断面図のうち、遊星歯車が存在する位置の断面図である。
【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】フラットケーブルが切断された状態の拡大斜視図である。
【図１２】図３とは異なる遊星歯車が太陽歯車及び内歯車と噛合する状態を示す模式的平面図である。
【図１３】図６に示す回転コネクタの縦断面図のうち、図３とは異なる遊星歯車が存在する位置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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は、本実施形態における回転コネクタの分解斜視図である。また図６は、回転コネクタの縦断面図のうち、遊星歯車が存在する位置の断面図である。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。
【００２５】
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が形成されている。リング部２２は、外筒体２１の外周から外方へ突出する上部接続部２３を一体的に備えている。
【００２６】
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車１２が形成されている。内歯車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する。
【００２７】
また、下ケース２５には、上ケース２０と一体化した際に上部接続部２３と一体化する下部接続部２８が外周側に形成されている。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。
【００２８】
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と同一軸上に配置され、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。
【００２９】
可動ハウジング２の天板部３１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）を収納する可動側接続部３３を有する。リードブロックには、例えば、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に接続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とを連結すると、下部ロータ３５のリング部３６が、下ケース２５の底板部２６の外面に対して当接し、可動ハウジング２が固定ハウジング１に対して回転可能に支持される。
【００３０】
フラットケーブル３は、導体線が可撓性を有する樹脂フィルムによって被覆されている。本実施形態では、第１フラットケーブル３ａと第２フラットケーブル３ｂが、環状空間部５内に収納されて巻回される。第１フラットケーブル３ａは、第１反転部３ｃを介して巻回方向が反転され、第２フラットケーブル３ｂは、第２反転部３ｄを介して巻回方向が反転される。
【００３１】
各フラットケーブル３は、内端部が可動ハウジング２に固定され、外端部が固定ハウジング１に固定される。そして、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、内筒体３２の外周面側に巻き取られ、外周面側から繰り出される。
【００３２】
図６に示すように環状空間部５には、回転リング体（反転維持部）４が底板部２６の内面上に配置される。回転リング体４には、遊星歯車１１が回転可能に支持される。したがって、可動ハウジング２が回転すると、遊星歯車１１が自転及び公転するのに伴い、回転リング体４が回動される。
【００３３】
なお、回転リング４は、リング状の本体部４０を備え、本体部４０の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開口部（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開口部（反転維持部）４２とを有している。このため、各フラットケーブル３の第１反転部３ｃと第２反転部３ｄは、可動ハウジング２の回転位置にかかわらず、第1及び第２開口部４１，４２によって各反転形状が維持される。ここで、本体部４０は、外筒体２１と内壁と内筒体３２の外壁とに対向する周壁部４０ａを有する。なお、反転維持部としては、回転リング体４及び第１・第２開口部の他に、例えば、遊星歯車１に突設するように設けた円柱体、円筒体、又は回転可能なローラなどを適用することができ、フラットケーブル３の反転部（第１反転部３ｃ，３ｄ）の内側に配置される。
【００３４】
このような構成によって、可動ハウジング２の回転方向や回転速度に関わりなく、フラットケーブル３の第１及び第２反転部３ｃ，３ｄの形状を安定して維持できるので、フラットケーブル３が変形する支障を生じ難くして、回転コネクタの品質及び信頼性を向上できる。また、開口部を複数形成したので、反転された複数枚のフラットケーブル３を少ない部材で容易に巻回でき、低コスト化できる。
【００３５】
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に太陽歯車１０が取付けられる。なお、第１対向面３２ａについては詳しく後述する。図７は、可動ハウジング２と太陽歯車１０の分解斜視図である。太陽歯車１０は、リング状の内側基部１０ｂと外側基部１０ｃとが複数の連結部１０ｄで連結されてなり、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に対し回転可能に支持されると、太陽歯車１０は固定ハウジング１の内歯車１２と径方向において対向する。
【００３６】
図２は、各歯車の配置状態を表した平面図である。遊星歯車１１は、同一軸上に配置された太陽歯車１０と内歯車１２とに、噛合している。したがって遊星歯車１１は、可動ハウジング２の回転に伴い自転しつつ周方向に公転する。遊星歯車１１の自転及び公転によって、回転リング体４が底板部２６の内面上を回動する。
【００３７】
遊星歯車１１について詳細に説明する。図３は、遊星歯車１１を一側から見た斜視図、図４は、遊星歯車１１を他側から見た斜視図である。図３に示すように、遊星歯車１１は、同一軸上に配置されたリング状の内側基部１１ｂと外側基部１１ｃとが、径方向に延びる連結部１１ｄによって連結されている。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間に空隙部１１ｅが形成される。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。
【００３８】
内側基部１１ｂには、突設部１１ｆが軸方向に突設されている。突設部１１ｆは、回転リング体４の嵌合凹部４４に回転可能に取付けられる（図６）。遊星歯車１１が自転及び公転すると、環状空間部５内で回転リング４が回動される。
【００３９】
また、内側基部１１ｂには、空隙部１１ｅ内に向かって延びる弾性腕部１１ｇが形成されている。弾性腕部１１ｇ(弾接部)は、途中で屈曲して周方向に沿って延びている。図４に示すように、弾性腕部１１ｇの先端部には、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で片持ち状に形成されているので、弾性変形が可能である。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るため、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、軸方向における上方に向く弾性付勢力を生起している。
【００４０】
なお遊星歯車１１は、歯１１ａの内方において、周方向に沿って複数の空隙部１１ｅが形成されているので、径方向に対して弾性変形が可能である。図２に示すように、太陽歯車１０は、歯１０ａの内方において、各連結部１０ｄ間に周方向に沿って複数の空隙部１０ｅが形成されているので、径方向に対して弾性変形が可能である。
【００４１】
図５は、遊星歯車１１と太陽歯車１０及び内歯車１２との噛合状態を示す模式的平面図である。この図は、温度変化などによって太陽歯車１０と内歯車１２の間隔が狭くなった状態を実際より強調して示している。
【００４２】
このような状態であっても、遊星歯車１１は、空隙部１１ｅを有しており弾性変形が可能であり、また、太陽歯車１０は、空隙部１０ｅを有しており弾性変形が可能であるため、遊星歯車１１、太陽歯車１０及び内歯車１２間のバックラッシュをゼロに設定しても、各歯車が円滑に噛合して回転することができる。したがって、車が走行中に振動しても、各歯車は平面方向においてがたつきなく円滑に噛合するので、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及び内歯車１２との間に異物が侵入しても、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及び太陽歯車１０に、周方向に沿って複数の空隙部１１ｅ及び空隙部１０ｅを形成して弾性変形可能としているが、いずれか一方の歯車に空隙部を形成するようにしてもよい。なお、太陽歯車１０に空隙を形成する場合、図２及び図５に示すように、同一軸上に配置されたリング状の内側基部１０ｂと外側基部１０ｃとが、径方向に延びる連結部１０ｄによって連結される。連結部１０ｄは周方向に均等な角度をなして複数設けられ、これら連結部１０ｄ間に空隙部１０ｅが形成され、外側基部１０ｃの外周面には全周に渡って歯１０ａが形成される。なお、全歯車が空隙部を有する構成であってもよいのは勿論であるが、弾性変形する各連結部の撓み率がより小さい方が望ましいので、寿命の観点からすると、遊星歯車１１には空隙を形成せず、太陽歯車１０及び内歯車１２の少なくとも一方に空隙を形成するのが好ましい。例えば図１２に示すように、遊星歯車１１には空隙部を形成せず、太陽歯車１０及び内歯車１２のそれぞれに空隙１０ｅ、１２ｅを形成してもよい。内歯車１２としては、同一軸上に配置されたリング状の内側リング体１２ｂと外側リング体１２ｃとが、径方向に延びる連結部１２ｄによって連結される。連結部１２ｄは周方向に均等な角度をなして複数設けられ、これら連結部１２ｄ間に空隙部１２ｅが形成されており、内側リング体１２ｃの内周面には全周に渡って歯１２ａが形成される。
【００４３】
また、遊星歯車１１は、弾性腕部１１ｇによって生起される弾性付勢力よって回転リング体４を押し上げて、第１対向面３２ａ（内筒体３２）に押し付ける。したがって、車が走行中に振動しても、環状空間部５内で回動リング体４が上下方向にがたつくことがないので、がたつき音が生じるのを防止できる。
【００４４】
回転コネクタの構造を説明する。図６に示すように、環状空間部５内において、回転リング体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。内筒体３２の下部の径方向外方には、底板部２６（下ケース２５）と対向する第１対向面３２ａ及び第２対向面３２ｂ（当接面部）が段差を介して形成されている。第１対向面３２ａは径方向内方に形成され、第２対向面３２ｂは径方向外方に形成される。第１対向面３２ａには、前述のように太陽歯車１０が取付けられる。
【００４５】
回転リング体４は、下端部に内方及び外方へ突出する鍔部４３を有する。なお、内方へ突出する鍔部４３の内縁部４３ａは、内筒体３２の外周壁よりも径方向内側に位置する。一方、外方へ突出する鍔部４３の外縁部４３ｂは、外筒体２１の下部に形成した段部によって形成される外方空隙部２１ａ内に延びており、外筒体２１の内周壁よりも径方向外側に位置する。したがって鍔部４３は、各フラットケーブル３の下端部を支持する。また、リング部２２及び天板部３１と鍔部４３と前述した周壁部４０ａとによって、各フラットケーブルが上下及び径方向に移動できるスペースが限定されて狭くなるので、車が走行中に上下に振動しても、各フラットケーブルがリング部２２及び底板部２６のそれぞれの内面に衝突して生じる音を低く抑えることができる。また、弾性腕部１１ｇの弾性付勢力によって鍔部４３の内縁部４３ａが第１対向面３２ａに常時弾接されるため、車が走行中に振動しても、遊星歯車１１及び回動リング体４が上下方向にがたつくことがなく、がたつき音が生じるのを防止できる。
【００４６】
このように、本実施形態による回転コネクタは、遊星歯車１１、太陽歯車１０及び内歯車１２間のバックラッシュをゼロに設定しても各歯車ががたつきなく円滑に噛合するので、車が走行中に振動しても、各歯車同士によるがたつき音が生じるのを防止できる。また、遊星歯車１１に設けた回動リング体４が弾性腕部１１ｇにより軸方向上方に付勢されるため、鍔部４３の内縁部４３ａが第２対向面３２ｂに常時弾接されるので、車が走行中に上下に振動しても、遊星歯車１１及び回動リング体４が上下方向にがたつくことがなく、がたつき音が生じるのを防止できる。
【００４７】
なお遊星歯車１１は、突設部１１ｆの突設方向と弾性腕部１１ｇの突出方向とが同方向に形成されたものであってもよい。図１３に示すように、このような遊星歯車１１が弾性腕部１１ｇ（図示略）が撓み変形した状態で環状空間部５に配置されると、回転リング４が突起部１１ｈによって軸方向上方を向く弾性付勢力が付与されるため、車が走行中に振動しても、遊星歯車１１及び回動リング体４が上下方向にがたつくことはないので、がたつき音が生じるのを防止できる。また遊星歯車１１は、回転リング体４の下面からの抗力（反力）によって底板部２６の上面に常時押し付けられるため、車が上下に強く振動しても上下動しないので、太陽歯車１０及び内歯車１２に対する噛合状態を一定に保つことができ、それら歯車間に偏摩耗が生じるのを防止できる。
【００４８】
次に、太陽歯車１０の取付構造について説明する。前述したように、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）に取付けられる。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が回転軸方向に突設するように形成されている。凸部１０ｆは、太陽歯車１０の周方向３か所に形成されていて、太陽歯車１０及び内筒体３２の軸方向に沿って延びるように突出している。内筒体２１の第１対向面３２ａには、周方向３か所に凹部３４が形成されており、凸部１０ｆと凹部３４とが嵌合される。
【００４９】
次に、図６に基づき固定解除手段６について説明する。固定解除手段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の根元部に形成された切欠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いる。また、切欠１０ｇの形状及び深さなどは、凸部１０ｆに対し傾倒方向に所定の力が加わるときに切欠１０ｇが破断するように設定されている。したがって、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が切欠１０ｇで破断されて、太陽歯車部材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は太陽歯車部材１０に対して回転自在となる。
【００５０】
したがって、異物の侵入などにより遊星歯車１１がロックされた場合であっても、固定解除手段６によって可動ハウジング２が回転可能となり、可動ハウジング２と連結されたハンドルも回転操作が可能となるので、ハンドル操作がロックされる危険性を回避することができる。
【００５１】
固定解除手段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（第１対向面３２ａ）の凹部３４を凸部にし、太陽歯車１０の凸部１０ｆを凹部にしてもよい。また、本実施形態では凹部３４と凸部１０ｆの向きが軸方向に延びているが、径方向に延びるように形成されてもよい。
【００５２】
次に、フラットケーブル３の切断構造につき説明する。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回転コネクタが、自動車のハンドルに装着される場合が極く稀にある。このような場合、ハンドル操作によって可動ハウジング２が過回転されると、遊星歯車１１と太陽歯車１０及び内歯車１２が正常に噛み合わない状態で空回りするという歯飛びが発生して、可動ハウジング２が回転される虞がある。空回りが生じると、可動ハウジング２が回転中立位置にない状態がさらに続いてしまうという問題がある。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は、固定ハウジング１を構成する上ケース２０の斜視図である。
【００５３】
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である。
【００５４】
図９は、図８の導出部６０付近の拡大図である。導出部６０には、案内経路６１において対向する２つの壁のうち、環状空間部５側に配置される壁に破断部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。
【００５５】
外筒体２１の内壁には、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の内壁と離隔して対向する案内壁部６３ａと、外筒体２１の内壁から案内壁部６３ａ側に突出する保持壁部６３ｂと、これら案内壁部６３ａと保持壁部６３ｂ間の隙間として形成される挿通部６３ｃとで構成される。
【００５６】
図１０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である。この図に示すように、フラットケーブル３は、導出部６０の案内経路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と対向する。
【００５７】
環状空間部５内に導出されたフラットケーブル３は、保持部６３を構成する挿通部６３ｃに挿通され、その先方で案内壁部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。
【００５８】
図１０において、可動ハウジング２の過回転によってフラットケーブル３が力Ｆで引っ張られた場合、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。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。したがって保持力は、フラットケーブル３の機械的性質や折り曲げ回数などによって設定される。
【００５９】
図１１は、フラットケーブル３が切断された状態の拡大斜視図である。この図に示すように、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。
【００６０】
可動ハウジング２に過回転が発生した場合、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必要がある。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。
【００６１】
この力関係により、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の保持状態が解除される。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。
【００６２】
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、異常があり過回転される場合には、フラットケーブル３を確実に切断して異常を発見できる。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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】
【００６７】
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 回転リング体（反転維持部）
５ 環状空間部
６ 固定解除手段
１０ 太陽歯車
１０ａ 歯
１０ｂ，１１ｂ 内側基部
１０ｃ，１１ｃ 外側基部
１０ｅ 空隙部
１０ｆ 凸部
１０ｇ 切欠
１１ 遊星歯車
１１ａ 歯
１１ｅ 空隙部
１２ 内歯車
１２ｂ 内側リング体
１２ｃ 外側リング体
２１ 外筒体
２６ 底板部
３２ 内筒体
３２ｂ 当接面部（第２対向面３２ｂ）
３４ 凹部
４１ 第１開口部（反転維持部）
４２ 第２開口部（反転維持部）
４３ 鍔部
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】
外筒体及び底板部を有する固定ハウジングと、該固定ハウジングと同一軸上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内面に内歯車が設けられ、前記可動ハウジングの内筒体に、前記内歯車と同一軸上に配置されて該内歯車と対向する太陽歯車が設けられ、該太陽歯車と前記内歯車に噛合して自転及び公転する遊星歯車が、前記底板部上に回動可能に設けられており、前記遊星歯車、前記内歯車及び前記太陽歯車の少なくともひとつは、周方向に沿って複数の空隙部を有してな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、前記遊星歯車を回転可能に支持すると共に、前記フラットケーブルの巻回方向が反転する状態を維持する反転維持部が回動可能に設けられた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】
前記反転維持部は、前記遊星歯車を回転可能に支持する回転リング体と、該回転リング体に形成された、前記フラットケーブルを反転させるための開口部とで構成されることを特徴とする請求項２記載の回転コネクタ。
【請求項４】
前記遊星歯車及び前記太陽歯車の少なくとも一方は、外周に沿って歯が形成されたリング形状の外側基部と、該外側基部の内側に形成される内側基部とを、複数の連結部で連結してなり、それら複数の連結部間に前記複数の空隙部のそれぞれが形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転コネクタ。
【請求項５】
前記遊星歯車は、前記底板部及び前記回転リング体の少なくとも一方に弾性的に当接する弾接部を有し、前記回転リング体は、該回転リング体の径方向の内方及び外方で前記フラットケーブルの下端部を支持する鍔部を有し、前記内筒体は、前記鍔部と摺接する当接面部を有することを特徴とする請求項３または４記載の回転コネクタ。
【請求項６】
前記弾接部は、前記空隙部内に向かって延びる弾性腕部であることを特徴とする請求項５記載の回転コネクタ。
【請求項７】
前記内歯車は、内周に沿って歯が形成されたリング形状の内側リング体と、該内側リング体の外側に形成される外側リング体とを、複数の連結部で連結してなり、それら複数の連結部間に前記複数の空隙部のそれぞれが形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転コネクタ。
【請求項１】
外筒体及び底板部を有する固定ハウジングと、該固定ハウジングと同一軸上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内面に内歯車が設けられ、前記可動ハウジングの内筒体に、前記内歯車と同一軸上に配置されて該内歯車と対向する太陽歯車が設けられ、該太陽歯車と前記内歯車に噛合して自転及び公転する遊星歯車が、前記底板部上に回動可能に設けられており、前記遊星歯車、前記内歯車及び前記太陽歯車の少なくともひとつは、周方向に沿って複数の空隙部を有してな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、前記遊星歯車を回転可能に支持すると共に、前記フラットケーブルの巻回方向が反転する状態を維持する反転維持部が回動可能に設けられた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】
前記反転維持部は、前記遊星歯車を回転可能に支持する回転リング体と、該回転リング体に形成された、前記フラットケーブルを反転させるための開口部とで構成されることを特徴とする請求項２記載の回転コネクタ。
【請求項４】
前記遊星歯車及び前記太陽歯車の少なくとも一方は、外周に沿って歯が形成されたリング形状の外側基部と、該外側基部の内側に形成される内側基部とを、複数の連結部で連結してなり、それら複数の連結部間に前記複数の空隙部のそれぞれが形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転コネクタ。
【請求項５】
前記遊星歯車は、前記底板部及び前記回転リング体の少なくとも一方に弾性的に当接する弾接部を有し、前記回転リング体は、該回転リング体の径方向の内方及び外方で前記フラットケーブルの下端部を支持する鍔部を有し、前記内筒体は、前記鍔部と摺接する当接面部を有することを特徴とする請求項３または４記載の回転コネクタ。
【請求項６】
前記弾接部は、前記空隙部内に向かって延びる弾性腕部であることを特徴とする請求項５記載の回転コネクタ。
【請求項７】
前記内歯車は、内周に沿って歯が形成されたリング形状の内側リング体と、該内側リング体の外側に形成される外側リング体とを、複数の連結部で連結してなり、それら複数の連結部間に前記複数の空隙部のそれぞれが形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に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１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２０９２５３（Ｐ２０１２−２０９２５３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２９２１（Ｐ２０１２−５２９２１）
【出願日】平成２４年３月９日（２０１２．３．９）
【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２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月９日（２０１２．３．９）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
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