(57)【要約】【課題】多心のフラット導体を必要とする移動体への給電にあっても、収納ボックスの幅やフラットケーブルの幅を広くすることなく、狭隘な場所でも移動体への給電ができる移動体への給電装置を得る。【解決手段】移動体に支持された電気装置に接続すフラットケーブを、電力供給用フラットケーブル１Ａと信号供給用フラットケーブル１Ｂとに分ける。これらフラットケーブル１Ａ，１Ｂを、信号供給用フラットケーブル１Ｂを内側に、電力供給用フラットケーブル１Ａを外側にして重ね巻きする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に支持された電気装置に接続されるフラットケーブルが、前記移動体の移動に追従して巻取り及び巻き戻しができるように収納ボックス内に巻き取られている移動体への給電装置において、
前記フラットケーブルは電力供給用と信号供給用とに分けられた複数のフラットケーブルで構成され、これらフラットケーブルは重ね巻きされていることを特徴とする移動体への給電装置。
【請求項２】
前記信号供給用フラットケーブルと前記電力供給用フラットケーブルは、前記信号供給用フラットケーブルを内側に、前記電力供給用フラットケーブルを外側にして重ね巻きされていることを特徴とする請求項１に記載の移動体への給電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器のカバーや自動車のドアーのような移動体に追従して配線体が巻き取り、巻き戻しできる移動体への給電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器や自動車の電気配線にフラットケーブルが用いられるようになってきている。図５（Ａ）（Ｂ）に示すようにフラットケーブル１は、通常、平行に並設された銅やアルミニュウム等の帯状導体よりなるフラット導体２がポリエチレンテレフタレートの如きプラスチックのフラット絶縁被覆３で被覆された構造になっている。このようなフラットケーブル１は、その反発力を利用して、自動車のラゲッジドアやスライドドア等への給電用配線体として利用されている。
【０００３】
即ち、図６に示すように、１枚のフラットケーブル１が収納ボックス４内に巻込まれており、収納口５から延出したフラットケーブル１の端末１ａは、スライドドアのように左右に移動する図示しない移動体に固定されたランプ，モータ，制御機器といった給電機器に接続されている。一方、収納ボックス４内に巻き取られたフラットケーブル１の中心端末１ｂは、端末固定部６の接続部７で給電又は送信配線部と接続されている。
【０００４】
移動体の移動に伴って、フラットケーブル１の端末１ａが引っ張られた時には、フラットケーブル１は巻き戻されて収納口５から繰り出される。このようなフラットケーブル１の巻き戻し時や、巻取り時に、フラットケーブル１が最小巻き径以下にならないように、収納ボックス４内の中心にヘリカル状に強制ガイド８が設けられている。
【０００５】
また、移動体が反対に収納ボックス４側に移動した時には、フラットケーブル１はその自己復元力によってゼンマイ状に巻き取られて、収納口５から収納ボックス４内に収納される。さらに、収納ボックス４内には、フラットケーブル１が円状に巻き戻るようにガイド部９が設けられている。
【０００６】
また、従来の他の例では、図７に示すように、フラットケーブル１の引き出し長さがあまり必要でない場合には、例えば自動車のバックドア１０のような回転移動する移動体に固定されたフラットケーブル１が、ローラ１１，１２に挟持されてボデイ１３側に固定された収納ボックス１４にその他端側が収納されている。バックドア１０と反対側のフラットケーブル１は、端末固定部１５に固定されて、電力又は信号の給電配線部と接続されている。ローラ１１，１２はそれぞれクロックスプリング１６を内蔵させてローラユニット１７内に配置されている。バックドア１０の回転と共に引っ張られたフラットケーブル１は、ローラ１１，１２の回転によってクロックスプリング１６を巻き戻し、バックドア１０の回転による戻りと共にフラットケーブル１は、クロックスプリング１６の巻き取りバネの力によって収納ボックス１４内に引き込まれる仕組みとなっている。
【０００７】
これらの構造で使用されるフラットケーブル１は、通常、０．１５ｍｍ〜０．３　ｍｍ厚の並設された複数条の銅製のフラット導体２にフラット絶縁被覆３を被覆したものが用いられ、これらフラット導体２は数アンペア以上の電力用負荷への配線と数ミリアンペアの信号用配線としてそれぞれ用いられている。あるいは、１枚のフラットケーブル１に移動体に支持された負荷の種類と数に合わせて、電力用として０．１５ｍｍ〜０．３　ｍｍ厚の複数のフラット導体２と、信号用として０．１　ｍｍ以下の厚さの複数のフラット導体２を並設したフラットケーブル１が用いられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように１枚のフラットケーブル１が収納ボックス４，１４に巻き取られている構造では、電力用、信号用と給電に必要な配線数だけのフラット導体２を並設したフラットケーブル１を用いなければならず、フラット導体２の数が多い場合にはフラットケーブル１の幅が広くなり、狭隘な場所での収納ボックス４，１４の設置やフラットケーブル１の配線が困難になる問題点があった。また、１枚のフラットケーブル１に厚さ、幅の異なるフラット導体２を並設したフラットケーブル１を使用することは、コスト高になると共に、フラット導体２の厚みによってフラットケーブル１の曲げ部にかかる応力が増大するので、電力用の厚いフラット導体２が許容できる耐久曲げ回数に対応した最小巻き径しかフラットケーブル１の巻取り設計ができないという問題点があった。
【０００９】
本発明の目的は、多心のフラット導体を必要とする移動体への給電にあっても、収納ボックスの幅やフラットケーブルの幅を広くすることなく、狭隘な場所でも移動体への給電ができる移動体への給電装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動体に支持された電気装置に接続されるフラットケーブルが、移動体の移動に追従して巻取り及び巻き戻しができるように収納ボックス内に巻き取られている移動体への給電装置を対象とする。
【００１１】
本発明に係る移動体への給電装置では、フラットケーブルは電力供給用と信号供給用とに分けられた複数のフラットケーブルで構成され、これらフラットケーブルは重ね巻きされていることを特徴とする。
【００１２】
このようにフラットケーブルが電力供給用と信号供給用とに分けられた複数のフラットケーブルで構成し、これらフラットケーブルを重ね巻きすると、多心のフラット導体を必要とする移動体への給電にあっても、収納ボックスの幅やフラットケーブルの幅を広くすることなく、狭隘な場所でも移動体への給電を行うことができる。
【００１３】
フラットケーブルはフラット導体の厚さによってフラットケーブルの巻取り、巻き戻し耐久回数が異なる性質があるが、信号供給用フラットケーブルのフラット導体よりもフラット導体の厚さが厚く、曲げ応力に弱い電力供給用フラットケーブルを巻取り半径の大きい外側に配置すると、巻取り、巻き戻しの信頼性を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明に係る移動体への給電装置の実施の形態の一例を示したもので、図１は本例の移動体への給電装置の横断面図、図２は図１に示す移動体への給電装置の巻取り中心部でのフラットケーブルと給電ハーネスとの接続部の斜視図である。なお、図６と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００１５】
本例の移動体への給電装置では、図１に示すように、フラットケーブルは電力供給用フラットケーブル１Ａと信号供給用フラットケーブル１Ｂとに分けて構成されている。これら電力供給用フラットケーブル１Ａと信号供給用フラットケーブル１Ｂとは、信号供給用フラットケーブル１Ｂを内側にし、電力供給用フラットケーブル１Ａを外側にして重ね巻きされている。
【００１６】
これら電力供給用フラットケーブル１Ａと信号供給用フラットケーブル１Ｂとの巻取り中心部では、図２に示すように、フラットケーブル１Ａ，１Ｂの端末が端末固定部６を介して給電ハーネス１８に接続されている。即ち、フラットケーブル１Ａ，１Ｂの導体端末は、端末固定部６の内部の複数のＬ形バスバー１９に接続されていて、収納ボックス４の外に突き出た端部６Ａで、その内部のＬ形バスバー１９の端部が給電ハーネス１８のコネクタ２０内の雌型端子に接続されている。
【００１７】
ところで、このようなフラットケーブルを繰り返し巻取り、巻き戻しを行う移動体への給電装置においては、フラットケーブルの曲げ部に起こる応力とフラットケーブル及びフラット導体の厚さ並びに曲げ半径との関係は、次式で表わすことができる。
【００１８】
σ＝（ｔ／２）Ｅ／［Ｒ＋（ｔ´／２）］
ここで、σ：巻げ部に起こる応力、ｔ：フラット導体厚さ、ｔ´：フラットケーブル総厚さ、Ｅ：フラット導体のヤング率、Ｒ：フラットケーブルを曲げる半径
この式から明らかなように、繰り返し曲げによってフラットケーブルにかかる応力σは、その曲げ半径を一定とした時に、フラットケーブルの厚さ、特にフラット導体の厚さが厚いほど大きくなり、フラットケーブルにかかる応力σを規制したときには、フラットケーブルの曲げ半径Ｒを大きくとる必要があることが判る。
【００１９】
前記のような移動体への給電装置での実際の使用においては、一般に移動体の繰り返し運動回数に応じたフラットケーブルの繰り返し巻き曲げ耐久回数が使用条件として求められる。
【００２０】
従って、要求される曲げ耐久回数を満足するための最小曲げ半径で設計されたフラットケーブル巻取り機構が必要となる。
【００２１】
図３は、図４の試験方法によって求められた繰り返し曲げ半径に対する摺動屈曲回数の関係を表わしたものである。電力供給用フラットケーブル１Ａは、フラット導体の厚さ０．２５ｍｍ，幅２．８　ｍｍ、フラット絶縁被覆の厚さ０．０５ｍｍ、フラット絶縁被覆をフラット導体を間にして相互に貼り合わせる接着剤の厚さ０．０４ｍｍの寸法のもの、信号供給用フラットケーブル１Ｂは、フラット導体の厚さ０．１　ｍｍ，幅２．５　ｍｍ、フラット絶縁被覆の厚さ０．０５ｍｍ、接着剤の厚さ０．０４ｍｍの寸法のものを用いた結果である。この結果は、前述の曲げ部に起こる応力式から明らかであって、例えば、要求屈曲回数が５０万回以上を求められた場合には、信号供給用フラットケーブル１Ｂの最小曲げ半径は、約１２ｍｍ以上でもよいが、電力供給用フラットケーブル１Ａでは約２０ｍｍ以上の曲げ半径を必要とすることになる。この図３における横軸の摺動屈曲回数は、対数で目盛ってある。
【００２２】
この試験は、図４に示すような側壁Ｗ１　，Ｗ２　間に半径Ｒの曲率でフラットケーブル１を位置決めし、側壁Ｗ１　，Ｗ２　のどちらかに沿ったフラットケーブル１を側壁Ｗ１　または側壁Ｗ２　に沿って上下に移動させ、フラットケーブル１に曲げ半径Ｒの繰り返し曲げ応力を発生させ、フラット導体が破断した時の屈曲回数を測定したものである。
【００２３】
以上のように、フラット導体の厚みが厚い電力供給用フラットケーブル１Ａは、フラット導体の厚みが薄い信号供給用フラットケーブル１Ｂと同様な曲率で繰り返し曲げを与えることはできないが、本発明のように２枚重ねたフラットケーブル１Ａ，１Ｂの巻き始めの曲率半径は、電力供給用フラットケーブル１Ａの最小曲げ半径に合わせて設計しても、曲げ応力に弱い電力供給用フラットケーブル１Ａを、より小さい曲げ半径で曲げることができる信号供給用フラットケーブル１Ｂより外側に巻くことで、実際には信号供給用フラットケーブル１Ｂに比べ、電力供給用フラットケーブル１Ａは常に信号供給用フラットケーブル１Ｂの巻き外周の外でかなり大きな曲げ半径で繰り返し曲げを受けることになり、電力供給用フラットケーブル１Ａの限界屈曲回数に対する信頼性が大きく増加することになる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る移動体への給電装置では、フラットケーブルは電力供給用と信号供給用とに分けられた複数のフラットケーブルで構成され、これらフラットケーブルが重ね巻きされているので、多心のフラット導体を必要とする移動体への給電にあっても、収納ボックスの幅やフラットケーブルの幅を広くすることなく、狭隘な場所でも移動体への給電を行うことができる。
【００２５】
また、信号供給用フラットケーブルを内側に、電力供給用フラットケーブルを外側にして重ね巻きすると、信号供給用フラットケーブルに比べて繰り返し曲げ応力に弱い電力供給用フラットケーブルを曲げ耐久回数に対する信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る移動体への給電装置の実施の形態の一例を示した横断面図である。
【図２】図１に示す移動体への給電装置の巻取り中心部でのフラットケーブルと給電ハーネスとの接続部の斜視図である。
【図３】電力供給用フラットケーブルと信号供給用フラットケーブルの繰り返し曲げ半径に対する摺動屈曲回数の関係を表わした図である。
【図４】図３の関係を得るためのフラットケーブル屈曲試験の説明図である。
【図５】（Ａ）はフラットケーブルの一例を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の横断面図である。
【図６】従来の移動体への給電装置の一例の横断面図である。
【図７】従来の移動体への給電装置の他の例の横断面図である。
【符号の説明】
１　フラットケーブル
１Ａ　電力供給用フラットケーブル
１Ｂ　信号供給用フラットケーブル
２　フラット導体
３　フラット絶縁被覆
４　収納ボックス
５　収納口
６　端末固定部
７　接続部
８　強制ガイド
９　ガイド部
１０　バックドア
１１，１２　ローラ
１３　ボデイ
１４　収納ボックス
１５　端末固定部
１６　クロックスプリング
１７　ローラユニット
１８　給電ハーネス
１９　Ｌ形バスバー
２０　コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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