(57)【要約】【課題】簡単で小型な過電流保護特性を有するロータリコネクタを提供すること。【解決手段】ロータリコネクタは、第１部品と、本ロータリコネクタの内部を形成するために上記した第１部品と回転可能に結合された第２部品と、本ロータリコネクタの上記内部に収容された電気ケーブルと、を備える。また、本ロータリコネクタの主空間内には、過電流保護装置が収容されており、該過電流保護装置は、上記した電気ケーブルに対して過電流保護を実現するように構成されている。【選択図】        図９−１
2004336991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部品と、
本ロータリコネクタの内部を形成するために前記第１部品と回転可能に結合された第２部品と、
本ロータリコネクタの前記内部に収容された電気ケーブルと、
本ロータリコネクタの主空間内に収容され、前記電気ケーブルに対して過電流保護を提供するように構成された過電流保護装置と、
を備えるロータリコネクタ。
【請求項２】
前記過電流保護装置は、前記電気ケーブルに対して過電流保護を提供するように構成された単一のヒューズからなる、請求項１に記載のロータリコネクタ。
【請求項３】
前記電気ケーブルは、高電流容量の単一の導体リボンケーブルを備える、請求項１に記載のロータリコネクタ。
【請求項４】
前記主空間は、本ロータリコネクタの前記内部に形成された凹部を備える、請求項１に記載のロータリコネクタ。
【請求項５】
前記凹部は、前記電気ケーブルを収容するのに使用される前記内部の環状空間から離れている、請求項４に記載のロータリコネクタ。
【請求項６】
前記過電流保護装置は、前記凹部内に嵌合する、請求項４に記載のロータリコネクタ。
【請求項７】
前記電気ケーブルに結合されたバスバーをさらに備え、
前記過電流保護装置は、前記バスバーと一体化される、請求項１に記載のロータリコネクタ。
【請求項８】
前記過電流保護装置は、前記電気ケーブルに対して過電流保護を提供するように構成された単一のヒューズからなる、請求項７に記載のロータリコネクタ。
【請求項９】
前記バスバーは、
前記電気ケーブルと電気的に接続された第１伝導体と、
前記第１伝導体と電気的に絶縁され、本ロータリコネクタに入力される電力と接続されるように構成された第２伝導体と、
を備え、
前記過電流保護装置は、前記第１伝導体と前記第２伝導体とを電気的に接続する、請求項８に記載のロータリコネクタ。
【請求項１０】
前記過電流保護装置は、ブレードヒューズを備え、
本ロータリコネクタは、前記第１伝導体と前記第２伝導体とに接続され且つ前記ブレードヒューズと電気的に接続されるように構成された中間端子をさらに備える、請求項９に記載のロータリコネクタ。
【請求項１１】
前記過電流保護装置は、ピコヒューズを備える、請求項１０に記載のロータリコネクタ。
【請求項１２】
前記過電流保護装置は、表面実装チップヒューズを備える、請求項９に記載のロータリコネクタ。
【請求項１３】
前記バスバーから熱を取り除くように構成されたヒートシンク特徴部をさらに備える、請求項９に記載のロータリコネクタ。
【請求項１４】
前記ヒートシンク特徴部は、前記第１伝導体用と前記第２伝導体用とに使用される０．８ｍｍ厚の銅接点を備える、請求項１３に記載のロータリコネクタ。
【請求項１５】
前記ヒートシンク特徴部は、シンクフィンを備える、請求項１３に記載のロータリコネクタ。
【請求項１６】
前記ヒートシンク特徴部は、ヒートパイプを備える、請求項１３に記載のロータリコネクタ。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一つに記載のロータリコネクタを有するハンドル組立体。
【請求項１８】
第１部品と、
本ロータリコネクタの内部を形成するために前記第１部品と回転可能に結合された第２部品と、
本ロータリコネクタの前記内部に収容された電気ケーブルと、
本ロータリコネクタの主空間内に収容され、前記電気ケーブルを過電流から保護する手段と、
を備えるロータリコネクタ。
【請求項１９】
ロータリコネクタの内部を形成するために第２部品と回転可能に結合された第１部品を提供し、
前記ロータリコネクタの前記内部に収容された電気ケーブルを提供し、
前記ロータリコネクタの主空間内に収容され、前記電気ケーブルに対して過電流保護を提供するように構成された過電流保護装置を提供する、
ことを含むロータリコネクタの製造方法。
【請求項２０】
前記過電流保護装置を前記ロータリコネクタの前記内部の凹部内に嵌合することをさらに含む、請求項１９に記載のロータリコネクタの製造方法。
【請求項２１】
前記過電流保護装置から熱を放散するためのヒートシンク特徴部を提供することをさらに含む、請求項１９に記載のロータリコネクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロータリコネクタに関し、特に、整合特性および／或いは過電流保護特性を有するロータリコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリコネクタは、限られた回転数の範囲内で固定部材とその回りを回転する回転部材との間で電気信号、光信号、電力等を伝送するフレキシブルな伝送媒体用のコネクタ装置として使用される。このロータリコネクタにおいて、回転ケースと固定ケースとにより画成された環状空間内に、フレキシブルなフラットケーブルが螺旋コネクタの形態で収納されている。一方、特許文献１（特許権者：古河電気工業株式会社）は、固定部材の内壁に沿って固定巻き線の形態で延び、その後Ｕ字型に向きを変え、回転部材の外壁に沿った回転巻き線として延びるロータリケース内に収容されたフレキシブルなフラットケーブルを開示している。なお、特許文献１の全内容は、ここで参照することにより本明細書中に組み込まれる。フレキシブルなフラットケーブルの両端は回転ケースと固定ケースにそれぞれ連結されており、フラットケーブルがロータリコネクタの両側壁から同時に巻かれたり巻き戻されると、回転ケースは固定ケース回りに回転する。
【０００３】
一般に、ロータリコネクタは最終的な組立体に取付けられる時に中立位置に位置していることが必要である。ロータリコネクタの固定部と回転部に固定されたフレキシブルなフラットケーブルを損傷させずに時計方向および反時計方向に両方へ同じ回転数（即ち角回転域）だけ回転できるように、通常、中立位置とはロータリコネクタの回転運動範囲の中心位置である。即ち、中立位置は何れの方向にも同じ機能回転数の回転を可能とする。例えば自動車の操舵装置にロータリコネクタを取付ける場合、ハンドルは中立位置として直進位置に調整され、コネクタは操舵装置にセットされる。従って、ハンドルはフレキシブルなフラットケーブルを傷めずに（或いは破損させずに）操舵装置を自由に操作できる。
【０００４】
ロータリコネクタはハンドル装置等の最終的な組立体のサブコンポーネントとして提供されるため、ロータリコネクタは最終的な組立体に配置されるまでは中立位置に固定され、そこでロータリコネクタは組立体内で回転自在とされる。回転ケースと固定ケースの取付け部間で取り外し自在に設けられるスナップフィットと呼ばれる係止フックを有する固定ピンにより、或いは両ケースに貼り付けられたシールにより、ロータリコネクタは中立位置に固定される。特許文献２にこの固定機構の例が開示されており、ここで参照することにより、その全内容は本明細書に組み込まれる。
【０００５】
しかし、ロータリコネクタの従来の固定或いはシール方法には、組立時にコネクタが実際に中立位置にあることを確認するのが困難であるという問題がある。コネクタの回転部および固定部は、これらが中立位置にある時に両者の相対位置を示す整合マークを備えている場合があるが、ロータリコネクタは３６０度の回転を何度か行っている可能性があるため、整合マークが中立位置以外の位置に整合している可能性がある。従って、例えば、ロータリコネクタを最終的な組立体場所に移動する時に、この固定或いはシールされた中立位置が動いた場合、整合マークを使用して中立位置を見つけることは不可能である。また、固定或いはシールされた中立位置が動かないとしても、ロータリコネクタが中立位置に対応する整合位置に実際にあることは最終的な組立体では視覚的に確認することはできない。
【０００６】
フレキシブルなフラットケーブルの過電流からの保護は、従来、車両のシャシー等の最終的な組立体に取付けられたヒューズボックス内にヒューズを収納することにより行われていた。ヒューズボックスは一般に嵩張り、ロータリコネクタから更なる配線が必要であり、それにより材料および組立費用が増加する。また、最終的な組立体に対して不慣れなユーザがヒューズボックスに触れるかも知れず、それによりヒューズボックスに誤ったヒューズを設けてしまうかも知れない。交換したヒューズが正しいヒューズよりも低い定格であれば、ヒューズは早い段階で飛んでしまうかも知れない。更に重要なことは、交換したヒューズが正しいヒューズよりも高い定格である場合、過剰な熱を発し、火災を招くかも知れない。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，３１０，３５６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２５７，９４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記問題のいくつかまたはすべてを緩和することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、ロータリコネクタの中立位置を簡単に確認できるロータリコネクタを提供することである。
【００１０】
本発明の更に別の目的は、簡単で小型な過電流保護特性を有するロータリコネクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記およびその他の目的は、ロータリコネクタにより提供され、該ロータリコネクタは、第１部品と、本ロータリコネクタの内部を形成するために前記第１部品と回転可能に結合された第２部品と、本ロータリコネクタの前記内部に収容された電気ケーブルと、を備える。また、過電流保護装置は、本ロータリコネクタの主空間内に収容され、前記電気ケーブルに対して過電流保護を提供するように構成される。
【００１２】
本発明の別の態様は、第１部品と、ロータリコネクタの内部を形成するために前記第１部品と回転可能に結合された第２部品と、前記ロータリコネクタの前記内部に収容された電気ケーブルと、を備えるハンドル組立体である。また、過電流保護装置は、本ロータリコネクタの主空間内に収容され、前記電気ケーブルに対して過電流保護を提供するように構成される。
【００１３】
本発明の更に別の態様は、ロータリコネクタであり、該ロータリコネクタは、第１部品と、本ロータリコネクタの内部を形成するために前記第１部品と回転可能に結合された第２部品と、本ロータリコネクタの前記内部に収容された電気ケーブルと、を備える。また、このロータリコネクタは、該ロータリコネクタの主空間内に収容され、前記電気ケーブルを過電流から保護する手段を備える。
【００１４】
本発明の更に別の態様は、ロータリコネクタの製造方法を含む。該方法は、ロータリコネクタの内部を形成するために第２部品と回転可能に結合された第１部品を提供し、前記ロータリコネクタの前記内部に収容された電気ケーブルを提供し、前記ロータリコネクタの主空間内に収容され、前記電気ケーブルに対して過電流保護を提供するように構成された過電流保護装置を提供する。
【００１５】
本発明のより完璧な理解ならびに本発明に付随する多くの利点については、添付の図面を参照しつつ、下記の詳細な説明によって、さらに良く理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面を参照すると、図１は本発明の一実施形態によるロータリコネクタの斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線部分断面図である。図１に示すように、ロータリコネクタ１は回転ケース１０と固定ケース１１を有する。回転ケース１０は内部シリンダシャフト１０ａと上部フランジ１０ｂを有する。上部フランジ１０ｂはコネクタに収容されたケーブル（図１には図示せず）を外部電気システムに電気的に接続するための回転接点１０ｃを有する。図１の実施形態では、回転接点１０ｃはワイヤ１２を有するが、ピンを使用しても良い。回転ケース１０の上部フランジ１０ｂは更に、上部フランジ１０ｂ上の所定の半径方向位置に設けられた貫通孔１０ｄを有する。
【００１７】
図２に最も明瞭に示すように、固定ケース１１は外部シリンダ壁１１ａ、上部フランジ１１ｂおよび下部フランジ１１ｃを有する。上部フランジ１１ｂは貫通孔１１ｄを備えている。貫通孔１１ｄは、同じ角位置に回転した時に、貫通孔１０ｄと重なるように、貫通孔１０ｄと略同じ半径方向位置に設けられている。貫通孔１０ｄおよび１１ｄが重なることで窓１ａが形成される。以下に記載するように、この窓を通してロータリコネクタ１の環状空間内のフレキシブルなフラットケーブルを視覚的に示すことができる。図１において、固定ケース１１は外部シリンダ壁１１ａ上の適所に配置された複数の取付けフランジ１１ｅを有する。該取付けフランジ１１ｅは車体等の組立体に固定ケース１１を固定するためのものである。ケース１１の外部シリンダ壁１１ａには固定接点１１ｆも設けられる。固定接点１１ｆはロータリコネクタ１に収容されたケーブルを外部電気システムに電気的に接続する。図１に示す実施形態では、固定接点１１ｆはワイヤ１３を有するが、ピンを使用しても良い。
【００１８】
図３は本発明の一実施形態によるロータリコネクタ組立体に含まれる部品の相互関係を示すためのロータリコネクタの分解図である。図３に示すように、ロータリコネクタ組立体は回転ケース３１０、固定ケース３１１、フレキシブルフラットケーブル３２０および分離自在な固定フランジ３１１ｃを有する。回転ケース３１０は回転接点３１０ｃを有し、固定ケース３１１は固定接点３１１ｆを有する。図３に示すように、フレキシブルフラットケーブル３２０はＵ字３２０ｃを形成するよう湾曲した４本の別個のフラットケーブルを有する。固定ケース３１１は図３の破線に沿って分離自在な固定フランジ３１１ｃに連結されて、フレキシブルフラットケーブル３２０が収容される環状空間を画成する一体型ユニットを形成する。回転ケース３１０は固定ケース３１１に回転自在に連結される。図１および２に示す一実施形態では、回転ケース３１０および固定ケース３１１はそれぞれ回転貫通孔３１０ｃと固定貫通孔３１１ｄを有する。回転貫通孔３１０ｄは固定貫通孔３１０ｃと略同じ半径方向位置に設けられ、同じ角位置に回転した時に両貫通孔が互いに重なるようになっている。図３には示していないが、ロータリコネクタの最終的な組立段階では、フレキシブルフラットケーブル３２０の一端が回転ケース３１０の回転接点３１０ｃに連結され、ケーブル３２０の他端は固定ケース３１１の固定接点３１１ｆに連結される。
【００１９】
図４は本発明の一実施形態による回転コネクタと共に使用するフレキシブルフラットケーブル組立体を示す。フレキシブルフラットケーブル４２０の一端は雄ピン４１２を有する回転接点４１０ｄを備え、該ケーブル４２０の他端は雄ワイヤ或いはピンまたはワイヤ４１３を有する固定接点４１１を備えている。図４に示す実施形態では、雄ピン或いはワイヤ４１２および４１３はフレキシブルフラットケーブル４２０を外部ワイヤの雌電気コネクタに接続するのに適している。図３の実施形態と同様に、図４のフレキシブルフラットケーブル４２０もロータリコネクタの環状空間に収容された４本のフラットワイヤを有している。ケーブル組立体のフラットワイヤの本数はフレキシブルフラットケーブルと共に使用する組立体の電気的要件に応じて変更しても良い。本発明の一実施形態では、ロータリコネクタは決められた本数のフラットワイヤを有し、この所定の本数のフラットワイヤが組立体の電気的要件に基づいて電気的にアクティブとなり、残りのケーブルがスペーサとして機能する「ダミーケーブル」となる。
【００２０】
図４に示すように、フレキシブルフラットケーブル４２０のフラットワイヤは、各ワイヤの長さの一部が、例えば図１に示す回転ケース１０の内部シリンダシャフト１０ａにより巻かれるようにして収容される。フラットケーブル４２０の各ワイヤはＵ字型に折り返されて、フレキシブルフラットケーブルの残りの長さが固定ケース１１の外部シリンダ壁１１ａの内側に反対方向に巻かれる。フレキシブルフラットケーブル４２０の１本のフラットワイヤのＵ字型湾曲部４２０ｃは後述するようにロータリコネクタが中立位置にあることを示す役割を果たす。
【００２１】
図３および４のフラットケーブルは電気信号、光信号、電力等を伝送するためのフレキシブルベルト型伝送媒体である。例えば図５に示すようにケーブル５２０は電気伝送媒体であり、互いに平行に設けられた複数のフラットで長方形の電気伝電気伝導体５２０ａを有している。図５の一実施形態では、ポリエステルフィルムなどの絶縁体５２０ｂが電気伝導体５２０ａ同士を電気的に絶縁するために該電気伝導体５２０ａを覆っている。図６および７は本発明の一実施形態で使用し得るフレキシブルフラットケーブルの別の構成を示す。図６では、ケーブル６２０は電気伝送媒体であり、互いに平行に設けられて円形の断面を有する複数の電気伝電気伝導体６２０ａを有する。電気絶縁材料６２０ｂは電気伝導体６２０ａを覆っている。図７では、フラットケーブル７２０は複数の光ファイバ７２０ａを有するテープファイバの形態の軽量な伝送媒体である。カバー材料７２０ｂがファイバ７２０ａを覆い、ケーブルに柔軟性を与えている。別の構成として、フラットケーブルを電気伝送媒体と光伝送媒体との組み合わせとしても良い。その場合、ケーブルは電気伝導体と、絶縁材料で覆われた光ファイバとを有する。本発明の一実施形態では、図１０を参照して後述するように、フレキシブルフラットケーブルに単一の導体リボンワイヤを使用しても良い。
【００２２】
上述のように、窓内のフレキシブルフラットケーブルのＵ字型湾曲部を介して覗くことによりロータリコネクタが所望の中立位置にあることが分かる。図８−１および図８−２では、ロータリコネクタ８０１は回転ケースの貫通孔が固定ケースの貫通孔と重なるように配置され、これによりロータリコネクタ８０１の内部の環状空間を見ることができる視界窓８０１ａが形成される。
【００２３】
図８−１に示すように、視界窓８０１ａ内に湾曲したフラットケーブルが見えない。これはロータリコネクタ８０１が中立位置にないことを意味する。即ち、回転ケースは固定ケースに対して中立位置以外の位置にある。図８−１では窓１ａ内にフレキシブルケーブル８２０が見えないが、Ｕ字型湾曲部２０ｃ以外のケーブル２０の一部が視界窓８０１ａから見える場合のあることは当業者には理解されよう。そのような場合、ケーブル８２０の向きにより、窓８０１内のケーブル８２０の一部が湾曲部８２０ｃではなく、従ってロータリコネクタは中立位置にないことは明らかとなろう。しかし、Ｕ字型湾曲部８２０ｃが視界窓内にくるようにロータリケースを固定ケースに対して回転させると、ロータリコネクタ８０１は図８−２に示す中立位置となる。
【００２４】
従って、本発明によれば、貫通孔１０ｄおよび１１ｄが整合して視界窓１ａを形成し、ケーブル２０のＵ字型湾曲部２０ｃの一方が視界窓１ａ内で見える場合には、回転ケース１０が固定ケース１１に対して中立位置にあることになる。視界窓１ａとケーブルの湾曲部２０ｃを中立位置に対応させるためには、貫通孔１０ｄおよび１１ｄをロータリコネクタ上の所定の位置に位置決めしなければならず、フレキシブルフラットケーブル２０の長さが、視界窓１ａの位置およびロータリコネクタの回転域（即ち、最大回転数）に対応していなければならない。即ち、ロータリコネクタ１が数回転の回転域を有していれば、視界窓は３６０度回転するたびに現れるが、フレキシブルフラットケーブル２０の長さは、コネクタが所望の中立位置にある時にのみ湾曲部２０ｃが視界窓に現れるよう選択される。
【００２５】
例えば、図３に示す本発明の一実施形態では、フレキシブルフラットケーブル３２０の長さは８０５ｍｍであり、貫通孔２１０ｄおよび３１１ｄにより形成される視界窓は、本発明を自動車に応用した場合に運転者の位置から見た場合、時計盤上で約２時の位置にある。この構成によれば、ロータリコネクタは約＋／−２．５回転の回転域を有し、機能回転域の各終端から約２．５回転毎にケーブル湾曲部３２０ｃが視界窓から現れることになる。これによりロータリコネクタの機能的な中心部と中立位置を確認することができる。しかし、本発明はこの特定の例に限定されることはなく、コネクタの回転域は如何なる回転数でも良く、所望の中立位置はコネクタの機能的な中心部以外の位置でも良いことを理解されたい。
【００２６】
詳細には、本発明の一実施形態では、本発明のケーブル長さＬ1、Ｌ2、Ｌ3およびＬ4は徐々に長い４つの長さである。ケーブル長さは以下の計算により定めても良い。
【００２７】
Ｌ1＝バスバー（回転側）を形成する長さ(*)＋(2.5)(()(dr) ＋(0.5)(() ((ds-dr)/2)＋(2.5)(()(ds)＋バスバー（固定側）を形成する長さ(*)
【００２８】
Ｌ2＝バスバー（回転側）を形成する長さ(*)＋(2.75)(()(dr)＋(0.5) (()((ds-dr)/2) ＋(2.75)(()(ds)＋バスバー（固定側）を形成する長さ(*)
【００２９】
Ｌ3＝バスバー（回転側）を形成する長さ(*)＋(3)(()(dr)＋(0.5)(() ((ds-dr)/2)＋(3)(()(ds)＋バスバー（固定側）を形成する長さ(*)
【００３０】
Ｌ4＝バスバー（回転側）を形成する長さ(*)＋(3.25)(()(dr)＋(0.5)(() ((ds-dr)/2)＋(3.25)(()(ds) ＋バスバー（固定側）を形成する長さ(*)
【００３１】
ここで、長さ(*)は外部設計の要因により変化し、drは回転部材の外径であり、dsは固定部材の内径である。また、ケーブル長さの計算はケーブルの厚さとみなしてもよい。図４を参照し、ケーブルの外円から固定接点４１１ｆまでの距離と、内円から回転接点４１０ｄまでの距離が「バスバーを形成する長さ」である。これらの距離は設計毎に異なり、直径で公式化することはできない。
【００３２】
ロータリコネクタの中立位置に対する中心合わせを図１のロータリコネクタ１を用いて説明する。中立位置への中心合わせはロータリケース１０を時計方向に回転させることにより行うのが好ましい。ロータリコネクタ１がフラットケーブル２０を固定ケース１１の内壁１１ａに沿って限界まで巻き、フラットケーブル２０が接点１１ｆで引かれ始めると回転が完了する。ロータリコネクタ１の作動トルクが非常に低く（通常０．１Ｎｍ未満）、またフラットケーブル２０の移動範囲の終端でロータリコネクタ１が引っかかるような感じがするために、固定接点１１ｆでフラットケーブル２０が引かれる状態は容易に見ることができる。回転範囲の終端が一度確立されると、回転ケース１０の貫通孔１０ｄが固定ケースの貫通孔１１ｄに整合して中心窓１ａが形成されるまで回転ケース１０は逆回転されることになる（好適な実施形態では２．５〜３．０回転）。フラットケーブル２０のＵ字型湾曲部２０ｃが中心窓１ａから見えるのであれば、ロータリコネクタ１はその機能回転限界内に正しく中心付けされており、即ち中立位置にある。
【００３３】
本発明の一実施形態では、ロータリコネクタはここに参照することにより本明細書に組み込まれる特許文献２に記載されているような固定機構を備えていても良い。しかし本発明によれば、ロータリコネクタを最終的な組立段階に移動する間にロータリコネクタを中立位置に固定するための固定機構が壊れた場合、最終的な組立場所で中立位置を容易に見つけることができる。また、材料費および組立費用を削減するためにロータリコネクタから固定機構を無くしても良い。最終的に視界窓でフレキシブルフラットケーブルのＵ字型湾曲部を見ることで、ロータリコネクタが実際に中立位置にあることうぃ最終的な組立体段階で視覚的に確認することができる。
【００３４】
ロータリコネクタの一実施形態では、コネクタ内でフレキシブルケーブルを過電流から保護しても良い。背景技術の欄で述べたように、従来のロータリコネクタは、ロータリコネクタを適用した組立体のユーザであれば容易に手の届く嵩張り目障りな独立したヒューズボックス内に収容されたヒューズという手段により、このような過電流からの保護手段を提供している。本発明者らはヒューズを外部のヒューズボックスに収容する必要性はロータリコネクタ内の空間の配慮から生じていると認識した。詳細には、本発明者らは多数の胴体フレキシブルフラットケーブルを使用する従来の方法ではケーフルを使用して高電流容量を得るためには、多数のヒューズを使用してケーブルを過電流から保護する必要があることを知り得た。
【００３５】
図９−１および図９−２は従来のロータリコネクタで使用されるマルチ胴体フレキシブルフラットケーブルを示している。図９−１および図９−２に示すように、従来のケーブルは入力バスバー９０１、入力ケーブル長さ９０３、入力バスバー９０５、負荷９０７、出力バスバー９０９、出力ケーブル長さ９１１、および出力バスバー９１３を有する。入力構成要素９０１、９０３および９０５は電流を負荷９０７に伝送し、出力構成要素９０９、９１１および９１３は負荷９０７から電流を伝送する。例えば、入力構成要素は高電流を自動車のシャシーワイヤから自動車の加熱したハンドルの抵抗型加熱コイルに伝送しても良く、出力構成要素は自動車のシャシーのリターンワイヤへ電流を提供しても良い。
【００３６】
図９−１および図９−２に示すように、入力長さ９０３と出力長さ９１１はそれぞれ絶縁細片９１７により互いに分離された６個の胴体９１５を有する。入力バスバー９０５および出力バスバー９０９は負荷９０７に高電流を提供するためにそれぞれのコネクタの６つの胴体９１５を共通に電気的に接続する。しかし、入力バスバー９０１および出力バスバー９１３はフレキシブルフラットケーブルに対して電流を授受するシャシーワイヤ用の６つの別個の結合パッドを提供する。図９−１および図９−２にも示すように、別個のバスバー９０１および９１３を使用するには、負荷９０７に電流を提供する６つの電流通路のそれぞれを過電流から保護するために６つの異なるヒューズ９２０が必要になる。本発明者らはこの構成は、フレキシブルフラットケーブルの過電流保護システムをロータリコネクタと一体にするための空間を無駄に使用してしまうことを認識した。
【００３７】
図１０は本発明の一実施形態で使用する単一のリボンフレキシブルフラットケーブルを示す。図１０に示すように、ケーブルは入力バスバー１００１、入力ケーブル長さ１００３、入力バスバー１００５、負荷１００７、出力バスバー１００９、出力ケーブル長さ１０１１、および出力バスバー１０１３を有する。図９に示す従来のケーブルと同様に、入力構成要素１００１、１００３および１００５は電流を負荷１００７に伝送し、出力構成要素１００９、１０１１および１０１３は負荷１００７から電流を伝送する。しかし、図１０に示すように、入力長さ１００３および出力長さ１０１１は高電流を提供するために比較的幅の広い単一のリボン胴体１０１５をそれぞれ有する。単一のリボン胴体は銅製であるのが好ましいが、他の適切な胴体を使用しても良い。リボン胴体１０１５は、ケーブル長さに柔軟性を与える絶縁性のマイラーシート等の絶縁材で被覆されている。ケーブル長さ１００３および１０１１は単一のリボン胴体を使用するため、バスバー１００１、１００５、１００９および１０１３は共通の電気接続バスバーである。従って、図１０にも示すように、単一のヒューズ１０２０がフレキシブルフラットケーブルを過電流から保護する。本発明者らは、 このような単一のヒューズを使用すれば、過電流保護手段をロータリコネクタ内に一体に成形させる空間を有効に提供できることを認識した。
【００３８】
図１１に本発明の一実施形態による一体型ブレードヒューズを有する高電流容量ロータリコネクタを示す。図１１に示すロータリコネクタ１１０１は、その環状空間に収容されたフレキシブルフラットケーブルを示すためにカバーが外されている。図１および４に示した上述のロータリコネクタと同様に、ロータリコネクタ１１０１はフレキシブルフラットケーブルを収容するために組み合わされた回転ケースと固定ケースを有する。図１１の実施形態では、フレキシブルフラットケーブル１１２０は４本のフラットワイヤを有し、そのうちの２本はロータリコネクタ１１０１に入力および出力高電流を提供するための単一導体リボンワイヤ（図１１には１１０３のみ示す）であり、残りの２本のリボンワイヤはロータリコネクタ１１０１に別個の電流源を提供するためのマルチ導体ワイヤ（図１１には１１２０のみ示す）である。図１１のフレキシブルフラットケーブル１１２０はＵ字型折り返し部１１２０ｃを有するが、ロータリコネクタ１１０１と一体の過電流用ヒューズの利点を得るにはこのような構成は不要である。例えば、フレキシブルフラットケーブル１１２０は発明の背景で述べた従来のケーブルのように螺旋状でも良い。
【００３９】
フレキシブルケーブル１１２０のリボンワイヤはマイラーシートで被覆され、ロータリコネクタの回転および固定相手端部へのバスバーに電気的に接続されている。マイラーシートは幾つかの構造をフラットケーブルに与え、隣り合うフラットケーブルに対して電気的に絶縁する。これらのフラットケーブルは所定のアンペア（例えば８．０アンペア）を超えた電流を故意に扱えないようになっているため、過電流保護が必要である。図１１において、ロータリコネクタ１１０１の内部にブレードヒューズ１１０７を取付けることにより、過電流保護を行っている。ブレードヒューズ１１０７は銅製のリボンの寸法に合った定格付けをされ、コネクタを完全に組立てた時にロータリコネクタ１１０１内に完全に収容されるようにロータリコネクタ１１０１の凹部内に嵌合されるのが好ましい。
【００４０】
図１２は本発明の一実施形態によるロータリコネクタのブレードヒューズ領域の詳細を示す拡大図である。図１２に示すように、本発明の電気バスバーは２つの電気絶縁部品１２０３および１２０５に分離されている。バスバーの各絶縁側１２０３および１２０５は、突出して中間端子１２０９と適切に合体する突起部を有し、中間端子１２０９はブレード型ヒューズ１２０７と適切に合体する。バスバーはフレキシブルフラットケーブルを外部ワイヤに電気的に固定するための中間端子としても機能する。
【００４１】
本発明のバスバー組立体は、ロータリコネクタに収容されたヒューズを提供することに加え、ロータリコネクタのフレキシブルフラットケーブルの過電流保護を更に改良したヒートシンク特性を提供する。図１３−１は従来のバスバー組立体の構成を示す。同図に示すように、従来のバスバー組立体は、図９で説明したように、ハウジング１３５１と、別々のワイヤをバスバー組立体に接続するための６つの別々の接合パッド１３５３を有する。バスバー組立体の接合パッド１３５３はフレキシブルフラットケーブルおよび円形ワイヤとバスバーに超音波溶接するのに適した厚さ０．３ｍｍの銅を使用している。本発明者らは従来のバスバー組立体の構成には、高電流負荷により生じる過剰な熱を下げる能力は殆どなく、必要時よりも早期にヒューズが飛んでしまうと認識している。
【００４２】
図１３−２は本発明の一実施形態によるバスバー組立体の構成を示す。同図に示すように、バスバー組立体はハウジング１３０１と、互いに物理的に離間し電気的に絶縁している部品１３０３および１３０５を有する。図１３−１には示していないが、部品１３０３および１３０５ロータリケーブル組立体を過電流から保護するためのヒューズ装置により互いに電気的に接続されている。図１３−２に示すようにバスバー部品１３０３および１３０５は、厚さ０．８ｍｍの銅で形成され、高電流負荷により生じる熱をある程度下げ、従って、ヒューズが早期に飛んでしまうことが避けられる。また、バスバー組立体のハウジング１３０１は高電流負荷により生じる熱をある程度下げるシンクフィン１３０９を有し、従って、ヒューズが早期に飛んでしまうことが避けられる。図１３−２には示していないが、ハウジング１３０１はヒートシンク用の冷却パイプを有していても良い。図１３−２の実施形態では、ハウジング１３０１は自動車のシャシーワイヤ等の入力円形ワイヤをバスバー組立体に保持するためのワイヤ凹部１３１１と、ロータリコネクタのフレキシブルフラットケーブルのコネクタ端部に連結するためのバスバーコネクタ部１３１３を有する。
【００４３】
図１４は本発明の一実施形態による正面マウントヒューズを有するバスバー組立体の構成の詳細を示す。図１２で説明したバスバーと同様に、バスバーはハウジング１４０１と、電気的に絶縁した部品１４０３および１４０５とを有する。部品１４０３および１４０５は表面実装ヒューズ１４０７により電気的に接続されている。バスバー組立体は加熱フィン１４０９と厚さを増した銅を有する。バスバーとヒューズとの組立体は入力ワイヤをバスバー組立体に保持するための円形のワイヤ凹部と、ロータリコネクタのフレキシブルフラットケーブルのコネクタ端部に接続するためのバスバーコネクタ部１４１３とを有する。図１５は本発明の一実施形態によるピコヒューズを有するバスバー組立体の詳細な構成を示す。前述の一実施形態と同様に、バスバー組立体は、ハウジング１５０１と、電気的に絶縁した部品１５０３および１５０５を有する。図１５の実施形態では、バスバー１５０３および１５０５の各絶縁側は部品１５０３および１５０５を電気的に連結するピコヒューズ１５０７を取付けるための穴を有する。図１５のバスバー組立体は加熱フィン１５０９と厚さを増した銅をも有する。図１５はワイヤ凹部１５０９内に固定された電気ワイヤと、バスバーコネクタ部１５１１に固定されたリボンケーブルとを有する。
【００４４】
従って、本発明のロータリコネクタは弱いフレキシブルフラットケーブルを過電流負荷から保護するためのヒューズ装置を収容している。ヒューズ装置はロータリコネクタの更に全体をコンパクト化した設計のコネクタ内に収容するのが好ましい。また、ヒューズ装置は、ロータリコネクタを交換可能なユニットとして提供されるようにヒューズの交換ができないようにコネクタ内に収容されるのが好ましい。本発明の実施形態は、どのユーザによっても、或いはメインテナンスに対する熟練者だけが利用できるような特殊な道具を使用して容易に取り外して交換可能な、ロータリコネクタと一体のヒューズを有していても良い。
【００４５】
上記の教示において、本発明の多くの変形および変更が可能である。従って、請求の範囲内で本発明を上記以外の方法で実施しても良いことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態によるロータリコネクタの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線部分断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるロータリコネクタ組立体に含まれる部品の相互関係を示すロータリコネクタの分解図である。
【図４】本発明の一実施形態によるロータリコネクタで使用されるフレキシブルなフラットケーブルの説明図である。
【図５】本発明で使用できるフレキシブルなフラットケーブルの種々の構成を示す。
【図６】本発明で使用できるフレキシブルなフラットケーブルの種々の構成を示す。
【図７】本発明で使用できるフレキシブルなフラットケーブルの種々の構成を示す。
【図８−１】本発明の一実施形態によるロータリコネクタの中立位置を示すための視界窓およびＵ字型湾曲部２０ｃの使用状態を示すロータリコネクタ１の正面図である。
【図８−２】本発明の一実施形態によるロータリコネクタの中立位置を示すための視界窓およびＵ字型湾曲部２０ｃの使用状態を示すロータリコネクタ１の正面図である。
【図９−１】従来のロータリコネクタに使用されるマルチコネクタフレキシブルなフラットケーブルを示す。
【図９−２】図９−２のＢ部分の拡大図である。
【図１０】本発明の一実施形態で使用される単一リボンフレキシブルなフラットケーブルを示す。
【図１１】本発明の一実施形態による一体型ブレードヒューズを有する高電流対応型ロータリコネクタを示す。
【図１２】本発明の一実施形態によるロータリコネクタのブレードヒューズの詳細を示す拡大図である。
【図１３−１】従来のバスバー組立体の構成を示す。
【図１３−２】本発明の一実施形態によるバスバー組立体の構成を示す。
【図１４】本発明の一実施形態による表面実装ヒューズを有するバスバー組立体の構成の詳細を示す。
【図１５】本発明の一実施形態によるピコヒューズを有するバスバー組立体の構成の詳細を示す。
【符号の説明】
【００４７】
１，８０１，１１０１  ロータリコネクタ
１０，３１０  回転ケース
１０ａ  内部シリンダシャフト
１０ｂ，１１ｂ  上部フランジ
１０ｃ，４１０ｄ  回転接点
１０ｄ，１１ｄ，３１０ｄ，３１１ｄ  貫通孔
１１，３１１  固定ケース
１１ａ  外部シリンダ壁
１１ｃ  下部フランジ
１１ｅ  取付けフランジ
１１ｆ  固定接点
１２，１３，４１３  ワイヤ
３１１ｃ  固定フランジ
３１１ｄ  固定貫通孔
３１１ｆ，４１１ｆ  固定接点
３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，１１２０  フレキシブルフラットケーブル
３２０ｃ，４２０ｃ，８２０ｃ  Ｕ字型湾曲部
４１２  雄ピン
５２０ａ，６２０ａ  電気伝導体
５２０ｂ  絶縁体
６２０ｂ  電気絶縁材料
７２０ａ  光ファイバ
７２０ｂ  カバー材料
８０１ａ  視界窓
９０１，９０５，１００１，１００５  入力バスバー
９０３，１００３  入力ケーブル長さ
９０７，１００７  負荷
９０９，９１３，１００９，１０１３  出力バスバー
９１１，１０１１  出力ケーブル長さ
９１５  胴体
９１７  絶縁細片
９２０，１０２０  ヒューズ
１１０３  単一導体リボンワイヤ
１１０７，１２０７  ブレードヒューズ
１０１５  リボン胴体
１１２０ｃ  Ｕ字型折り返し部
１２０３，１２０５  電気絶縁部品
１２０９  中間端子
１３０１，１３５１，１４０１，１５０１  ハウジング
１３０３，１３０５，１４０３，１４０５，１５０３，１５０５  部品
１３０９  シンクフィン
１３１１  ワイヤ凹部
１３１３  バスバーコネクタ部
１３５３  接合パッド
１４０７  表面実装ヒューズ
１４０９，１５０９  加熱フィン
１４１３，１５１１  バスバーコネクタ部
１５０７  ピコヒューズ
【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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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３−１】
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【図１３−２】
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【図１４】
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【図１５】
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【外国語明細書】
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