Brushless electric signal transmission device

【考案の詳細な説明】

［考案の目的］ （産業上の利用分野） この考案は、例えば自動車のステアリング装置のごとき限定された回転数内で往復回転する回転体と、固定体との間で電気信号を送受するブラシレス電気信号伝達装置の改良に関する。 （従来の技術） この種のブラシレス電気信号伝達装置として、従来例えば第７図（ａ），（ｂ）の構造がある。 図において、回転体であるロータ１の外周に空間を設けて固定体であるハウジング２が同心配置され、この空間内において、前記ロータ１の胴部１の外周にフレキシブル電路体３が複数巻き巻回され、その両端をロータ１およびハウジング２のそれぞれに接続してある。 フレキシブル電路体３は長い帯状のフレキシブルプリント基板などからなるもので、前記フレキシブル電路体３
を介してロータ１とハウジング２は導通され、電路体３
の導電パターンに応じてそれぞれに設けた各種電気装置に接続される。 なお、図の（ａ）ではフレキシブル電路体３はロータ１
の外周にＭターン密に巻回され、その外端部3aのみが前記ハウジング２に接続した状態を示し、巻取方向の回転は不能となっている。 また、（ｂ）では（ａ）の状態からロータ１が巻き戻し方向（第７図（ａ）矢印方向）に回転した結果、ハウジング２の内周にフレキシブル電路体３がＮターン密に巻回され、その内端部3bのみが前記ロータ１に接続している状態を示し、巻き戻し方向には回転不能となっている。 （考案が解決しようとする課題） したがって、以上の構造にあっては、ロータの回転数をふやすためには、回転力を吸収のためにフレキシブル電路体３の長さを非常に長くしなければならず、コスト高となるとともに、その長さ分電気抵抗値が高くなる。 例えば、前記電路体３をロータ１に３周巻いた場合には、これの巻き戻し方向にロータ１が一回転したとすれば、巻数は３−１＝２となる。 これを一般式に当てはめ、当初ロータ１にＭ巻きした場合、ロータ１をＸ回転した場合にはその巻数Ｎは、Ｎ＝
Ｍ−Ｘとなる。 また、巻き戻して行くと最終的にはハウジング２の内周に密着する。 このときの密巻数をＮとし、ロータ１の外径をd1,ハウジングの内径をd2とすれば、電路体３の長さl2は以下の式で現される。 l ₂ ＝πd ₁ Ｍ＝πd ₂ Ｎ したがって、ロータ１をＸ回転させるための必要な巻数
M,電路体３の長さl2は、 l ₂ ＝πd ₁ Ｍ＝πd ₂ （Ｍ−Ｘ） Ｍ＝（d ₂ ／（d ₂ −d ₁ ））Ｘ したがって、 l ₂ ＝πd ₁ （d ₂ ／（d ₂ −d ₁ ））Ｘ となる。 また、このような欠点を除去するために、例えば特公昭
63−5519号公報に示すようにロータに噛合して回転しつつ公転する遊星歯車を設け、これと同軸上に設けたリールに電路体を支持させたものであり、これによってフレキシブル電路体の実効長を短く形成できる構造としたものもある。 しかしながら、この構造では、電路体の中央部を遊星リールで支持しているため、その部分で電路体がおれ曲がり、電路体が損傷を受け易く、さらに径の小さい遊星リールに電路体を巻き付けているため、電路体自身の可撓性と耐久性が問題になるほか、電路体とハウジングの取り付け部に高い負荷がかかり、接触不良などが生ずる問題があった。 この考案は以上の問題を解決するものであって、電路体をおれ曲げることなく同一回転量で電路体の実効長さを短くできるようにしたブラシレス電気信号伝達装置を提供することを目的としている。 ［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、この考案は、相対的に回転自在なロータと、このロータを空間を設けて収容する固定側のハウジングと、一端をロータの外周に接続し、他端をハウジングの内周に接続したフレキシブル電路体を備えたブラシレス電気信号伝達装置において、前記空間部に所定の減速比で前記ロータと同期して同方向に回転する中間プレートを同心上に設け、この中間プレートに設けたガイドローラを通じて前記フレキシブル電路体が、
ロータの回転方向に応じて反転状態で第２ハウジングの内外周に移動するものである。 またこの考案では、前記中間プレートに外周壁を設け、
この外周壁によって空間部をさらに内外周に仕切るとともに、この外周壁に開口された取出し部および前記外周壁の内部に設けたガイドローラを通じて前記フレキシブル電路体が、ロータの回転方向に応じて反転状態で第２
ハウジングの内外周に移動する構成が採用できる。 さらにこの考案では、前記中間プレートに複数のガイドローラが回転自在に設け、各ガイドローラによって空間部をさらに内外周に仕切るとともに、任意のガイドローラを通じて前記フレキシブル電路体が、ロータの回転方向に応じて反転状態で第２ハウジングの内外周に移動する構成も採用できる。 （作用） 以上の構成によれば、中間プレートの減速比を適宜に設定することで、ロータの回転によって放出された電路体はその長さ分だけ第２ハウジングの外周壁または各ガイドローラの外周部に巻き付けられるようになる。 ロータをＸ回転させるに必要なフレキシブル電路体の長さはπd ₁ （１−d ₁ ／d ₂ ）Ｘとなる。 （実施例） 以下、この考案の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。 第１図ないし第３図はこの考案のブラシレス電気信号伝達装置の第一実施例を示す。 図において、10は、図示しないハンドル軸に同期して回転するロータ、12はこのロータとの間に所定の空間を設けてこれを同心上に収容するハウジングであり、底板12
aと、カバー12bからなっている。 ロータ10の外周にはフレキシブル電路体14の一端が接続され、またハウジング12の内周壁にはフレキシブル電路体14の他端が接続されている。 さらにはハウジング12内には中間プレート16が配置されている。 この中間プレート16は前記ロータ10に連繋して回転するリング状の底板16aと、底板16aの上部外周に設けた外周壁16bからなっており、この外周壁16bによって前記空間を内室Ａと外室Ｂとに仕切っている。 中間プレート16の底板16aの下部内周には全周に亘ってインターナルギア18が刻設されている。 また、前記ロータ10の下部外周にはギア10aが形成され、両者間は前記底板12a上に配置された一対の中継ギア20,22を介して回転可能に連繋している。 そして、中間プレート16は中継ギア20,22のギア比に応じた減速比で前記ロータ10の回転方向と同方向に回転する。 この減速比は中間プレート16の内径をd2とし、ロータ10の外径をd1に設定すると、その回転速度をロータ10
の回転速度のd1/d2となるようにギア比が設定される。
また中間プレート16の外周壁16bの一部には取出し部24
が開口されているとともに、この取出し部24の近傍において、中間プレート16内にはガイドローラ26が設けられ、ロータ10に一端を巻き付けられたフレキシブル電路体14は、このガイドローラ26の外周を通って巻き付け状態から反転した状態で中間プレート16の外周に導出されている。 次に作用を説明する。 まず、ロータ10に巻かれた電路体14はロータ10の巻きほどき方向の回転によって緩められ内室Ａからガイドローラ26により180°方向を転換して取出し部24を経て外室Ｂ側に移動する。 逆にロータ10の巻き戻し方向の回転によって外室Ｂから内室Ａ側に移動する。 この時前記中間プレート16の減速比はロータ10の回転速度のd1/d2に設定されているので、ロータ10より放出された電路体14の長さ分だけ中間プレート16の外周壁16b
の外周に弛んだり引っ張られることなく巻き付く。 例えば、ロータ10が巻きほどき方向に360°回転すると、中間プレート16はd1/d2×360°まわることになる。 このとき電路体14の放出される量は、 πd1−πd1×d1/d2 ＝πd1（１−d1/d2） となる。 したがってもしロータ10がＸ回転すれば、フレキシブル電路体の長さl ₁は l ₁ ＝πd1（１−d1/d2）.X となる。 したがって、この考案による必要長さ１とし、従来の長さ１とを比較すると以下のようになる。 l ₂ ：１ ＝πd1（d2/（d2−d1））X: πd1（１−d1/d2）Ｘ ＝d2/（d2−d1）：（d2−d1）/d2 また、d2＞d1である。 したがって、l2＞１ となり、長さを短くすることができるのである。 次にこの考案の第二実施例を第４図ないし第６図を用いて説明する。 図において、ロータ30の外周にはこれを上下に区画する仕切り壁32が突設されている。 また、固定側ハウジング34の内周にはこれを上下に区画する仕切り壁36が形成され、各仕切り壁32,36の間にはリング状の溝38が形成されている。 仕切り壁32,36の上部にはリング状の中間プレート40が回転可能に配置されている。 中間プレート40の下部には120°で３箇所前記溝38を貫通する軸42が突設され、この軸42には前記ロータ30の下部外周に形成されたギア30a及び前記ハウジング34の下部内周に形成されたインターナルギア34aのそれぞれに噛合する遊星ギア44が回転可能に軸支されており、前記ロータ30の矢印方向の回転によって中間プレート40は同方向に回転する。 また、前記中間プレート40の上部には多数の軸46が突設され、この各軸46には中間プレート40が内外周に仕切るガイドローラ48が回転自在に遊嵌されている。 フレキシブル電路体14の一端は前記ロータ30の外周に接続されている。 またフレキシブル電路体14の他端は任意の一つのガイドローラ48の外周に巻き付いた状態でこれの外周に導出され、ハウジング34の内周に接続されている。 以上の構成において、ロータ30が第６図の矢印方向に回転すると、フレキシブル電路体14はハウジング34の内周側に巻き取られる。 この移動速度と中間プレート40の移動速度とは等しいため、フレキシブル電路体14はガイドローラ48により引っ張られることなくスムーズに移動することができる。 前記ロータ30がその逆の巻取方向に回転するときも同一の動作でロータ30側に移動し、これの外周に巻き取られる。 また、以上の巻取巻き戻し動作において、フレキシブル電路体14はガイドローラ48の外周に接するが、各ローラ
48は回転自在であるため、接触位置での摩擦を生ずることがなく、スムーズな移動ができ、またロータ30の回転も円滑に行うことがでる。 なお、この実施例では、フレキシブル電路体14のアッセンブリ過程でどのガイドローラ48間を通しても良いので、加工が簡単である。 また、フレキシブル電路体14は各ローラ48に摺接し、これを回転させつつ内外周に移動するので、ロータ30の回転も円滑に行うことができる。 さらにこの実施例ではロータと等速度で回転させる構成としたが、第一実施例と同様な減速比に設定することもできる。

【考案の効果】

以上各実施例によって詳細に説明したように、この考案のブラシレス電気信号伝達装置にあっては、中間プレートの減速比を適宜に設定することで、ロータの回転によって放出された電路体はその長さ分だけプレートの外周壁または各ガイドローラの外周に巻き付けられるようになり、ロータをＸ回転させるに必要なフレキシブル電路体の長さはπd ₁ （１−d1/d2）Ｘとなるため従来のロータまたはハウジング内周に巻き付けるものに比べて必要回転数に対するフレキシブル電路体の実効長さを短くでき、経済的であるとともに、電気抵抗値などの低下を図ることができる。 また、その構造を一瞥すれば明らかなように、フレキシブル電路体はその移動中に大きな径のプレートの外周壁或いは各ガイドローラの外周に巻き付くことになり、電路体自体に損傷を与えることがなく、可撓性や耐久性に与える影響も少ないものとなる。 さらに中間プレートを内外周に仕切る手段として多数のガイドローラによって構成した場合にはフレキシブル電路体との摩擦が小さく、さらに耐久性などに与える影響が少なくなるとともに、ロータを円滑に回転させることができ、またアッセンブリ作業も簡単になる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の第一実施例による電気信号伝達装置の縦断面説明図、第２図は第１図のII−II線における断面図、第３図は第１図のIII−III線における断面図、第４図はこの考案の第二実施例による電気信号伝達装置の縦断面説明図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線における断面図、第６図は第４図のVI−VI線における断面図、第７図（ａ），（ｂ）は従来の電気信号伝達装置の平面説明図である。 10,30…ロータ 12,34…ハウジング 14…フレキシブル電路体 16,40…中間プレート 16b…外周壁 24…取出し部 26,48…ガイドローラ