(57)【要約】【課題】  過回転の発生を速やかに検出することのできるスパイラルケーブル装置を提供すること。【解決手段】  スパイラルケーブル装置２０は、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）２５の巻き絞め又は巻き広げによりロテータ側のターミナルに加わる応力が分散される応力分散リブ２７を備え、応力分散リブ２７は、同応力分散リブ２７に所定以上の応力が加わった場合に破断するように設定される。そして、応力分散リブ２７には、同応力分散リブ２７の破断により断線する破断検出線３０が配設される。【選択図】  図４
2006020392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の筐体を有するステータと、前記筐体の内側に配置される内筒体を有し前記ステータと相対回転可能に設けられたロテータと、前記ステータと前記ロテータとを電気的に接続するフレキシブルフラットケーブルとを備え、前記フレキシブルフラットケーブルは、前記内筒体に巻回されることにより該内筒体と前記筐体との間に収容されるスパイラルケーブル装置であって、
前記フレキシブルフラットケーブルと前記ロテータとの接続部に加わる応力が分散される応力分散部材を備え、該応力分散部材は、所定以上の応力が加わることにより破断するよう設定されてなるとともに、該破断により断線する破断検出用配線を有すること、
を特徴とするスパイラルケーブル装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスパイラルケーブル装置において、
前記応力分散部材は、所定箇所の強度が他の部分の強度よりも弱く設定されてなること、を特徴とするスパイラルケーブル装置。
【請求項３】
被覆線との接続部に加わる応力が分散される応力分散部材を備え、該応力分散部材は、所定以上の応力が加わることにより破断するよう設定されてなるとともに、該破断により断線する破断検出用配線を有すること、を特徴とする異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパイラルケーブル装置及び異常検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用操舵装置の伝達比可変装置等、互いに相対回転する部材を電気的に接続するものとして、スパイラルケーブル装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図６に示すように、スパイラルケーブル装置４０は、複数の配線が可撓性を有する樹脂にて一体に絶縁被覆されたフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）４１と、筒状の筐体４２を有するステータ４３と、筐体４２と同軸に配置された内筒体４４を有しステータ４３に対して相対回転可能に設けられたロテータ４５とを備えている。
【０００３】
ＦＦＣ４１は、内筒体４４の周囲に巻回されることにより同内筒体４４と筐体４２との間に収容されており、その一端は、ステータ４３側のターミナル４６ａに接続され、他端はロテータ４５側のターミナル４６ｂ，４６ｃに接続されている。
【０００４】
そして、スパイラルケーブル装置４０は、ロテータ４５とステータ４３との間の相対回転によりその内筒体４４と筐体４２との間でＦＦＣ４１を巻き絞め又は巻き広げることにより、所定の回転範囲（許容回転範囲）においてステータ４３側に接続される部材とロテータ４５側に接続される部材とを電気的に接続するようになっている。
【特許文献１】特開２００３−３２４８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、こうしたスパイラルケーブル装置４０では、上記許容回転範囲を超えてそのロテータ４５とステータ４３とが相対回転した場合、ＦＣＣ４１及び各ターミナル４６ａ〜４６ｃに断線が発生するおそれがある。そのため、スパイラルケーブル装置４０が装着される伝達比可変装置等では、その回転がスパイラルケーブル装置４０の許容回転範囲を超えることがないように、過回転を防止する制御が行われている。
【０００６】
しかし、例えば、スパイラルケーブル装置４０の装着時にその中立位置の合わせ不良が生じた場合等には、被装着側が許容回転範囲内で作動していても、ロテータ４５とステータ４３とが許容回転範囲を超えて回転することがある。
【０００７】
そして、このような場合、実際にロテータ４５側とステータ４３側との電気的接続が失われるまで、その過回転の発生を検出することができず、速やかにフェールセーフ制御に移行することができないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、過回転の発生を速やかに検出することのできるスパイラルケーブル装置及び異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、筒状の筐体を有するステータと、前記筐体の内側に配置される内筒体を有し前記ステータと相対回転可能に設けられたロテータと、前記ステータと前記ロテータとを電気的に接続するフレキシブルフラットケーブルとを備え、前記フレキシブルフラットケーブルは、前記内筒体に巻回されることにより該内筒体と前記筐体との間に収容されるスパイラルケーブル装置であって、前記フレキシブルフラットケーブルと前記ロテータとの接続部に加わる応力が分散される応力分散部材を備え、該応力分散部材は、所定以上の応力が加わることにより破断するよう設定されてなるとともに、該破断により断線する破断検出用配線を有すること、を要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、上記所定の応力として上記相対回転の許容回転範囲内において応力分散部材に加わる応力の上限値を設定し、破断検出用配線の断線を検出することにより、許容回転範囲を超える過回転が発生したことを早期に検出することができる。その結果、速やかにフェールセーフ制御に移行することができるようになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記応力分散部材は、所定箇所の強度が他の部分の強度よりも弱く設定されてなること、を要旨とする。
上記構成によれば、応力分散部材は所定箇所で破断する。従って、この所定箇所をフレキシブルフラットケーブルの被巻回部以外の部分に設定することで、破断した応力分散部材を軸としてフレキシブルフラットケーブルの巻き絞め又は巻き広げが行われ実質的な許容回転範囲が狭くなる、或いはその破断部によりフレキシブルフラットケーブルが損傷するといった不具合の発生を抑制することができる。その結果、時間とともに制御量を減少させる等といった穏やかなフェールセーフ制御を行う時間的余裕を確保することができるようになる。尚、所定箇所の強度を他の部分の強度よりも弱くするには、同所定箇所に切欠きや貫通孔を設ける、或いは同所定箇所を薄肉とするといった方法で具体化することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、被覆線との接続部に加わる応力が分散される応力分散部材を備え、該応力分散部材は、所定以上の応力が加わることにより破断するよう設定されてなるとともに、該破断により断線する破断検出用配線を有すること、を特徴とする異常検出装置であることを要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、上記所定の応力として通常使用時において応力分散部材に加わる応力の上限値を設定することで、破断検出用配線の断線を検出することにより、接続部に過大な応力が作用する異常の発生を早期に検出することができるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、過回転の発生を速やかに検出することのできるスパイラルケーブル装置及び異常検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を伝達比可変装置のスパイラルケーブル装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のステアリング装置の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角、即ちタイヤ角が可変することにより、車両の進行方向が変更される。
【００１６】
また、ステアリング装置１は、モータ７を駆動源としてステアリングホイール２の舵角（操舵角）に対する操舵輪６の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置８を備えている。
【００１７】
本実施形態では、ステアリングシャフト３は、ステアリング２が連結された第１シャフト９とラックアンドピニオン機構４に連結される第２シャフト１０とからなり、これら第１シャフト９及び第２シャフト１０は、伝達比可変装置８を介して連結されている。そして、伝達比可変装置８は、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転に、モータ駆動に基づく回転を上乗せして第２シャフト１０に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構４に入力されるステアリングシャフト３の回転を増速（又は減速）し、これにより操舵角に対する操舵輪６の伝達比を可変させる。
【００１８】
図２に示すように、伝達比可変装置８は、駆動源としてのモータ７と、該モータ７の回転を減速する減速機構１１と、モータ７及び減速機構１１を収容するハウジング１２とを備えている。
【００１９】
本実施形態では、ハウジング１２は、略有底筒状に形成されており、モータ７及び減速機構１１は、その内部に収容固定されている。減速機構１１は、その出力軸１１ａがハウジング１２と同軸となるように配置されており、同出力軸１１ａには、第２シャフト１０の一端が連結されている。また、ハウジング１２の上壁部１２ａには、その軸方向外側（図中上方向）に向かって延びる筒状の嵌合部１３が立設されており、該嵌合部１３は、ハウジング１２と同軸に設けられている。そして、ハウジング１２は、その嵌合部１３が第１シャフト９の一端に嵌合されることにより同第１シャフト９に固定されている。
【００２０】
即ち、ハウジング１２は、第１シャフト９の回転に伴って、その内部に収容されたモータ７及び減速機構１１とともに一体回転し、これにより第１シャフト９の回転が第２シャフト１０に伝達されるようになっている。そして、モータ７の回転が減速機構１１にて減速されて第２シャフト１０に伝達されることにより同第２シャフト１０の回転が増速（又は減速）されるようになっている。
【００２１】
図１に示すように、伝達比可変装置８の駆動源であるモータ７は、ＥＣＵ１５と電気的に接続されており、同ＥＣＵ１５から駆動電力が供給されることにより回転する。そして、伝達比可変装置８は、その駆動電力の供給によりモータ７の回転が制御されることにより、その作動が制御されるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、伝達比可変装置８は、モータ７とＥＣＵ１５とを電気的に接続するためスパイラルケーブル装置２０を備えている。
図３に示すように、スパイラルケーブル装置２０は、筒状の筐体２１を有するステータ２２と、筐体２１と同軸に配置された内筒体２３を有しステータ２２に対して相対回転可能に設けられたロテータ２４と、ステータ２２とロテータ２４とを電気的に接続するフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）２５とを備えている。
【００２３】
ＦＦＣ２５は、内筒体２３の周囲に巻回されることにより同内筒体２３と筐体２１との間に収容されており、ＦＦＣ２５の一端はステータ２２側のターミナル２６ａに接続され、その他端はロテータ２４側のターミナル２６ｂ，２６ｃに接続されている。そして、ステータ２２側のターミナル２６ａはＥＣＵ１５に接続され、ロテータ２４側の各ターミナル２６ｂ，２６ｃはモータ７に接続されている。
【００２４】
図２に示すように、ロテータ２４は、その内筒体２３がハウジング１２の上壁部１２ａに設けられた嵌合部１３の外周に嵌合されることにより同ハウジング１２に固定されている。また、ステータ２２は、図示しない車両の構造体に固定されている。そして、ロテータ２４は、ハウジング１２とともに一体回転することにより、ステータ２２に対して相対回転するようになっている。
【００２５】
そして、スパイラルケーブル装置２０は、ハウジング１２の回転に伴うロテータ２４の回転により同内筒体２３と筐体２１との間でＦＦＣ２５を巻き絞め又は巻き広げることにより、所定の回転範囲（許容回転範囲）においてモータ７とＥＣＵ１５とを電気的に接続するようになっている。
【００２６】
次に、本実施形態のスパイラルケーブル装置の過回転検出構造について説明する。
図３に示すように、本実施形態のスパイラルケーブル装置２０は、ＦＦＣ２５の巻き絞め又は巻き広げにより各ターミナル２６ｂ，２６ｃに加わる応力が分散される応力分散リブ２７を備えている。
【００２７】
具体的には、応力分散リブ２７は、ロテータ２４側のターミナル２６ｃ近傍に内筒体２３の軸方向に沿って立設されており（図２参照）、ＦＦＣ２５は、そのターミナル２６ｃ近傍の一部分がこの応力分散リブ２７と内筒体２３との間に挟持されている。そして、この応力分散リブ２７に各ターミナル２６ｂ，２６ｃに加わる応力を分散させることにより、その応力を緩和して各ターミナル２６ｂ，２６ｃにおいて断線が生ずるのが防止されるようになっている。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態では、ロテータ２４は、ハウジング１２への固定状態において同ハウジング１２の上壁部１２ａに当接する底部２８を有しており、応力分散リブ２７は、該底部２８及び上壁部１２ａに形成された挿通孔２９ａ，２９ｂにモータ７側から挿通されることにより、その一部がスパイラルケーブル装置２０内に配置されている。そして、応力分散リブ２７の一端は、モータ７に固定されている。
【００２９】
また、図４に示すように、応力分散リブ２７には、その長手方向に沿って延設された破断検出線３０が埋設されている。本実施形態では、応力分散リブ２７は、同応力分散リブ２７に所定以上の応力、具体的には、ロテータ２４の許容回転範囲内において応力分散リブ２７に加わる最大値以上の応力が加わった場合に破断するように設定されており、破断検出線３０は、応力分散リブ２７の破断に伴って断線するように設定されている。そして、この破断検出線３０の断線を検出することにより、ロテータ２４の過回転を検出することができるようになっている。
【００３０】
尚、本実施形態では、応力分散リブ２７は、その上記底部２８に対応する位置、即ちスパイラルケーブル装置２０内における基部２７ａに切欠き３３ａ及び貫通孔３３ｂが形成されており、同基部２７ａが、この切欠き３３ａ及び貫通孔３３ｂにより、基部２７ａの強度が他の部分よりも弱められている。そして、応力分散リブ２７は、同応力分散リブ２７に所定以上の応力が加わった場合には、この基部２７ａにおいて破断するようになっている。
【００３１】
図５に示すように、本実施形態では、応力分散リブ２７に設けられた破断検出線３０は、電源３５とモータ７の回転角センサ３６との間に直列に接続されている。そして、応力分散リブ２７の破断に伴い破断検出線３０が断線した場合には、回転角センサ３６への電源供給が遮断されるようになっている。そして、ＥＣＵ１５がその電源供給の遮断による回転角センサ３６の出力信号異常を検出し、モータ７への駆動電力の供給を停止することにより、速やかにそのフェールセーフが図られるようになっている。
【００３２】
以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）スパイラルケーブル装置２０は、ＦＦＣ２５の巻き絞め又は巻き広げにより各ターミナル２６ｂ，２６ｃに加わる応力が分散される応力分散リブ２７を備え、応力分散リブ２７は、同応力分散リブ２７に所定以上の応力が加わった場合に破断するように設定される。そして、応力分散リブ２７には、同応力分散リブ２７の破断により断線する破断検出線３０が配設される。
【００３３】
このような構成とすれば、上記所定の応力として、ロテータ２４の許容回転範囲内において応力分散リブ２７に加わる応力の上限値を設定し、破断検出線３０の断線を検出することにより、ロテータ２４に許容回転範囲を超える過回転が発生したことを検出することができる。その結果、速やかにフェールセーフ制御に移行することができるようになる。
【００３４】
（２）応力分散リブ２７は、そのスパイラルケーブル装置２０内における基部２７ａに切欠き３３ａ及び貫通孔３３ｂが形成されることにより、同基部２７ａの強度が他の部分よりも弱く設定される。
【００３５】
このような構成とすれば、応力分散リブ２７は、内筒体２３の軸方向においてＦＦＣ２５が巻回されない部分に対応する基部２７ａにおいて破断する。そのため、破断した応力分散リブ２７を軸としてＦＦＣ２５の巻き絞め又は巻き広げが行われ実質的な許容回転範囲が狭くなる、或いはその破断部によりＦＦＣが損傷するといった不具合を抑制することができる。その結果、時間とともに伝達比可変装置８の制御量を減少させる等といった穏やかなフェールセーフ制御を行う時間的余裕を確保することができるようになる。
【００３６】
（３）破断検出線３０は、電源３５とモータ７の回転角センサ３６との間に直列に接続されている。
このような構成とすれば、応力分散リブ２７の破断に伴い破断検出線３０が断線した場合には、回転角センサ３６への電源供給が遮断される。従って、ＥＣＵ１５がその電源供給の遮断による回転角センサ３６の出力信号異常を検出し、モータ７への駆動電力の供給を停止することにより、速やかにそのフェールセーフを図ることができるようになる。
【００３７】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、伝達比可変装置のスパイラルケーブル装置に具体化したが、例えば、エアバッグ装置等、互いに相対回転する部材を有するその他のものに用いてもよい。そして、更に被覆線が接続される接続部に加わる応力が分散される応力分散部材を備えるものについて、その同接続部に過大な応力が加わる異常の発生を検出する異常検出装置に具体化してもよい。
【００３８】
・本実施形態では、破断検出線３０は、応力分散リブ２７に埋設することとしたが、応力分散リブ２７の表面にプリント配線することにより形成してもよい。
・本実施形態では、応力分散リブ２７は、底部２８及び上壁部１２ａに形成された挿通孔２９ａ，２９ｂにモータ７側から挿通されてスパイラルケーブル装置２０内に配置されることとしたが、ロテータ２４の底部２８から立設しても良く、更に内筒体２３に支持される構成であってもよい。
【００３９】
・本実施形態では、破断検出線３０を電源３５とモータ７の回転角センサ３６との間に直列に接続し、回転角センサ３６の出力信号異常を通じてその断線を検出する構成としたが、その断線を検出する構成はどのようなものであってもよい。
【００４０】
・本実施形態では、基部２７ａに切欠き３３ａ及び貫通孔３３ｂを形成することにより同基部２７ａの強度を弱める構成としたが、強度を弱める構成は、その厚みを薄肉とする等その他の方法で具現化してもよい。また、こうした応力分散リブ２７の破断部は、基部２７ａ以外の箇所に設定してもよい。
【００４１】
次に、以上の実施形態から把握することのできる請求項以外の技術的思想を記載する。
（イ）請求項２に記載のスパイラルケーブル装置において、前記所定箇所には、切り欠き又は貫通孔の少なくとも何れかが形成されること、を特徴とするスパイラルケーブル装置。
【００４２】
（ロ）請求項１、請求項２、又は上記（イ）のうちの何れか一つに記載のスパイラルケーブル装置において、前記応力分散部材は、前記内筒体との間に前記フレキシブルフラットケーブルを挟持することにより前記応力が分散されること、を特徴とするスパイラルケーブル装置。
【００４３】
（ハ）請求項１、請求項２、上記（イ）又は（ロ）のうちの何れか一つに記載のスパイラルケーブル装置を備えた伝達比可変装置。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ステアリング装置の概略構成図。
【図２】伝達比可変装置のＡ−Ａ断面図。
【図３】スパイラルケーブル装置のＢ−Ｂ断面図。
【図４】伝達比可変装置のＣ−Ｃ断面図。
【図５】破断検出線の接続状態を示すブロック図。
【図６】従来のスパイラルケーブル装置の断面図。
【符号の説明】
【００４５】
７…モータ、８…伝達比可変装置、１５…ＥＣＵ、２０…スパイラルケーブル装置、２１…筐体、２２…ステータ、２３…内筒体、２４…ロテータ、２５…フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）、２６ａ〜２６ｃ…ターミナル、２７…応力分散リブ、２７ａ…基部、３３ａ…切欠き、３３ｂ…貫通孔。
【図１】
2006020392.tif 000003
【図２】
2006020392.tif 000004
【図３】
2006020392.tif 000005
【図４】
2006020392.tif 000006
【図５】
2006020392.tif 000007
【図６】
2006020392.tif 000008