JP4205516B2 - フラットケーブル巻き取り繰り出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、相互の距離が変化する部品間を電気的に接続するのに用いられるフラットケーブル巻き取り繰り出し装置に関するものである。

例えば自動車の車体側に設置された部品（固定体）とドア側に設置された部品（移動体）とを電気的に接続する場合、車体側の部品とドア側の部品との距離はドアの開閉によって変化するため、両者間を接続するケーブルは両者間の距離の変化に対応できるようにする必要がある。

従来、この種の装置としては、固定体と移動体間を接続するフラットケーブルを、ばねの力で巻き取るようにしておき、固定体から移動体が離れていくときはフラットケーブルを繰り出し、固定体に移動体が近づいてくるときはフラットケーブルを巻き取るようにした装置が公知である（例えば特許文献１参照）。

特開平１１−１１６１４５号公報

従来の装置では、フラットケーブルを巻き取るばねとしてゼンマイばねが使用されており、フラットケーブルとゼンマイばねは軸線方向に隣り合うように配置されている。その結果、フラットケーブル及びゼンマイばねを収容するケースは、軸線方向に、フラットケーブルの幅とゼンマイばねの幅を重ねて収容できるだけの厚さが必要となり、ケースが大型化するという問題があった。

本発明の目的は、ケースの厚さを薄くできるフラットケーブル巻き取り繰り出し装置を提供することにある。

本発明に係るフラットケーブル巻き取り繰り出し装置は、外側環状壁と内側環状壁と上側端面板と下側端面板とによって囲まれた環状空間を有するケースと、このケース内に回転可能に設けられたローターと、このローターに回転力を付与するコイルばねと、長さ方向の一部を前記環状空間内に収容され、一端側が前記ケースに対して移動しない固定体に、他端側が前記ケースに対して移動する移動体に接続されるフラットケーブルとを備え、
前記ローターは、前記環状空間内でフラットケーブルの巻き方向を反転させる反転ロールと、フラットケーブルを前記外側環状壁の内周面に沿うように案内するガイド部材と、前記内側環状壁の内周に回転可能に嵌合する中空軸とを有しており、
前記コイルばねは、前記ローターの中空軸内に同軸状に配置され、ローターにフラットケーブルを巻き取る方向の回転力を付与するように捻られた状態で、一端が中空軸に、他端がケースに係止されている、ことを特徴とするものである。
このような構成にすると、ケースのフラットケーブルを収容する部分に、ばねを収容する部分を重ねる必要がないので、ケースの厚さを薄くできる。

本発明に係る装置において、前記ケースは、外側環状壁の一部にフラットケーブルの移動体側をケース外に導出する移動体側導出口を有し、上側端面板又は下側端面板の一部にフラットケーブルの固定体側を内側環状壁の外周面上からケース外に導出する固定体側導出口を有しており、
前記フラットケーブルは、前記反転ロールで巻き方向を反転して、反転ロールより固定体側が前記内側環状壁の外周面に巻き付いて前記固定体側導出口からケース外に導出され、反転ロールより移動体側が前記ガイド部材により外側環状壁の内周面に沿って案内されて前記移動体側導出口からケース外に導出されている、ことが好ましい。
このような構成にすると、フラットケーブルの固定体側の、ケース外への引き出し方向の自由度が高くなる。

本発明に係る装置は、前記ケースの移動体側導出口にフラットケーブルの移動体側案内通路が連設され、この移動体側案内通路内にフラットケーブルのフラット面の向きを移動体側導出口での向きと異なる向きに変更する補正ガイドが設けられているものであることが好ましい。
このようにすると、移動体側案内通路出口から移動体側部品までのフラットケーブルを捻れのない状態に保つことができる。

また本発明に係る装置は、前記ケースの固定体側導出口に、フラットケーブルを上側端面板又は下側端面板の外面に沿って内周側から外周側へ案内する固定体側案内通路が連設されているものであることが好ましい。
このようにすると、フラットケーブルの固定体側をケースのほぼ径方向に引き出すことができる。

また本発明に係る装置は、前記ケースの内側環状壁の外周面には周方向の一部にストッパーが突設され、フラットケーブルに繰り出し方向の力がかからない初期状態では、反転ロールがフラットケーブルを介して前記ストッパーに突き当たってローターの巻き取り方向の回転が阻止されるようになっていることが好ましい。
このようにすると、装置を組み付ける前の初期状態を、簡単な構造で安定に保つことができる。

また本発明に係る装置において、前記ストッパーは、固定体側導出口付近のフラットケーブルを覆うカバーを兼ねていることが好ましい。
このようにすると、装置の構造をより簡素化することができる。

また本発明の関連技術は、前記ケースが上側端面板及び内側環状壁を有するアッパーケースと下側端面板及び中空軸を有するロアケースとからなり、前記アッパーケースの内側環状壁の天井部内面には環状溝とその環状溝の周方向の一部から突出する突起が形成され、前記ローターの中空軸の天井部外面には環状溝とその環状溝の周方向の一部から突出する突起が形成され、前記アッパーケース側の突起がローター側の環状溝に入り、ローター側の突起がアッパーケース側の環状溝に入って互いに摺動回転するようになっており、フラットケーブルに繰り出し方向の力がかからない初期状態では、アッパーケース側の突起とローター側の突起とが係合することでローターの巻き取り方向の回転が阻止されるようになっているものである。
このような構成でも、装置を組み付ける前の初期状態を、簡単な構造で安定に保つことができる。

また本発明の他の関連技術は、前記ケースが上側端面板及び内側環状壁を有するアッパーケースと下側端面板及び中空軸を有するロアケースとからなり、前記アッパーケースの内側環状壁の天井部内面及び前記ローターの中空軸の天井部外面のいずれか一方には環状溝とその環状溝の周方向の一部を埋める溝埋め部が形成され、他方には前記環状溝に入って摺動回転する突起が形成されており、フラットケーブルに繰り出し方向の力がかからない初期状態では、前記突起が溝埋め部と係合することでローターの巻き取り方向の回転が阻止されるようになっているものである。
このような構成でも、装置を組み付ける前の初期状態を、簡単な構造で安定に保つことができる。

また本発明に係る装置は、ケースがアッパーケースとロアケースとからなり、アッパーケースが少なくとも上側端面板と内側環状壁を有し、ロアケースが少なくとも下側端面板とコイルばね端部の係止部を有しているものであることが好ましい。
このような構成にすると、装置の組立を容易に行なうことができる。

また本発明に係る装置において、前記コイルばねは、その両端部が両方ともコイルばねの内側に向けて折り曲げられていることが好ましい。

また本発明に係る装置において、前記コイルばねは、断面非円形の線材で形成されていることが好ましい。
このようにすると、コイルばねの線材の断面形状を選択することにより、断面形状が円形のコイルばねよりもばね力を高めることが可能となり、ばね力を同じとすると、ばね巻き数を少なくでき、装置のさらなる小型化と軽量化を図ることができる。

本発明によれば、ローターに回転力を付与するばねにコイルばねを使用し、このコイルばねをローター中心部の中空軸内に配置したので、ケースのフラットケーブルを収容する部分の厚さを従来よりも薄くすることができ、ケースをより狭いスペースに設置することができる。

〔実施形態１〕 図１ないし図３は本発明に係るフラットケーブル巻き取り繰り出し装置の一実施形態を示す。図において、10はフラットケーブル、12はケース、14はローター、16はコイルばねである。

ケース12は、図１に示すように、外側環状壁18と内側環状壁20と上側端面板22と下側端面板24によって囲まれた環状空間Ｓを有している。このケース12は図３に示すようにアッパーケース12Ａとロアケース12Ｂとから構成されている。アッパーケース12Ａには前記外側環状壁18と内側環状壁20と上側端面板22が一体に形成され、ロアケース12Ｂには下側端面板24が形成されている。下側端面板24の中心部には二つ割り型の凸部26が形成され、この凸部26の間がコイルばね16の下端部を係止する係止溝28となっている。アッパーケース12Ａの外側環状壁18の外周面には係止突起30が形成され、ロアケース12Ｂの下側端面板24の周辺には係止枠部32が形成されている。アッパーケース12Ａとロアケース12Ｂは、この係止突起30と係止枠部32を係合させることで互いに結合され、ケース12を構成するようになっている。なお外側環状壁18はアッパーケース12Ａ側ではなく、ロアケース12Ｂ側に形成されていてもよい。

ローター14は、ケース12の下側端面板24上に位置する円板34と、この円板34上に回転可能に設けられた一つの反転ロール36及び複数個のガイドロール38と、円板34の中心部に一体に形成された中空軸40とを備えている。反転ロール36は円板34に突設された一つの軸部42に回転可能に支持され、ガイドロール38は円板34に突設された複数の軸部44に回転可能に支持されている。反転ロール36の直径は環状空間Ｓの外半径と内半径の差よりも若干小さい程度に設定され、ガイドロール38の直径はそれよりも小さく設定されている。ガイドロール38はフラットケーブル10を外側環状壁18の内周面に沿って案内するように適当な間隔で配置されている。フラットケーブル10を外側環状壁18の内周面に沿って案内する部材はガイドロールのように回転するものでなくてもよく、例えば円板34上に立設された円弧状の壁などであってもよい。

ローター14の中空軸40はケース12の内側環状壁20の内周に回転可能に嵌合している。中空軸40の下端は開口しており、上端は天井部45で塞がれている。天井部45の下面には二つ割り型の凸部46が形成され、この凸部46の間がコイルばね16の上端部を係止する係止溝48となっている。中空軸40の上部はケース12の上側端面板22よりも上に突出しており、ケース12にはこの中空軸40の上部を覆うキャップ部50が一体に形成されている。キャップ部50の内径は内側環状壁20の内径と同じである。

フラットケーブル10は、一端側がケース12に対して移動しない固定体に、他端側がケース12に対して移動する移動体に接続される。図ではフラットケーブル12を２枚積層した場合を示したが、フラットケーブル12の積層枚数は任意である。フラットケーブル12は長さ方向の中間部がケース12の環状空間Ｓ内に収納されている。環状空間Ｓ内のフラットケーブル10は反転ロール36で巻き方向を反転し、反転ロール36よりも固定体側が内側環状壁20の外周に巻き付いた後、幅方向に直角に折り曲げられて、上側端面板22に設けられた固定体側導出口52からケース12外に導出されている。内側環状壁20の外周の、固定体側導出口52に相当する位置には、フラットケーブル10の直角折り曲げ部分を覆うカバー部53が突設されている。またカバー部53の隣りには内側環状壁20の外周面上でフラットケーブル10を把持固定するクランプ54が設けられている。一方、フラットケーブル10の反転ロール36よりも移動体側は、ガイドロール38により外側環状壁18の内周面に沿うように案内され、外側環状壁18の一部に設けられた移動体側導出口56からケース12外に導出されている。

ケース12の移動体側導出口56には、外側環状壁18の接線方向に、フラットケーブル移動体側案内通路58が連設され、この移動体側案内通路58内にはフラットケーブル10のフラット面の向きをケース12内とほぼ同じ向きに保つガイド凸部60が形成されている。またケース12の固定体側導出口52には、フラットケーブル10を上側端面板22の外面に沿って内周側から外周側へ案内する固定体側案内通路62が連設されている。これによってフラットケーブル10の固定体側をケース12のほぼ径方向に引き出すことができる。なお図示のような固定体側案内通路62を設けないで、フラットケーブル10の固定体側をケース12の軸線方向に引き出すことも可能である。つまりフラットケーブル10の固定体側は、ケース12と固定体側部品との位置関係によって任意の方向に引き出すことが可能である。

コイルばね16は、前記ローター14の中空軸40内に同軸状に配置され、ローター14にフラットケーブル10を巻き取る方向の回転力を付与するように捻られた状態で、一端部16ａが中空軸40の係止溝48に係止され、他端部16ｂがロアケース12Ｂの係止溝28に係止されている。これによりローター14は図１（Ａ）において反時計方向の回転力を付与されるが、フラットケーブル10に繰り出し方向の力がかからないときは、反転ロール36がフラットケーブル10を介してカバー部53に突き当たり、それ以上回転しない。これが初期状態である。つまりカバー部53はローター14のストッパーとしても作用するように形成されている。

なお、コイルばね16の両端部16ａ、16ｂは、両方ともコイルばねの内側に向けて（好ましくは図示のように直径方向に）折り曲げられ、一方の端部16ａが中空軸40の係止溝48に、他方の端部16ｂが下側端面板24側の係止溝28に係止される構造になっている。このようにすると、コイルばねの支点をコイルばねの中心部に位置させることができ、例えばコイルばねの一方の端部をコイルばねの外側に折り曲げて係止する場合に比べ、ローター14の回転をスムーズにすることができる。

またコイルばね14の線材としては通常、断面円形のピアノ線や硬鋼線、ステンレス鋼線が使用されるが、断面円形の線材ではなく、断面長方形、正方形、三角形、楕円形、コの字形、Ｈ形などの断面非円形の線材を使用すると、ばね力即ちトルクを大きくすることができる。したがってその分、ばね巻き数を少なくでき、ひいてはコイルばねの軸線方向寸法を小さくすることができるので、ケースの小型化、装置の軽量化を図ることができる。また、ばね巻き数を同じとすれば（軸線方向寸法を同じにすれば）、ばね巻き径を小さくすることも可能である。

例えばコイルばねの線材の断面を正方形又は長方形にすることにより、断面円形の場合に比べ、トルクがほぼ70％大きくなり、したがってコイルばねの軸線方向寸法を約25％小さくすることができる。またコイルばねの軸線方向寸法を同じとすると、約30％巻き径を小さくすることができる。つまり、軸線方向寸法が小さくなれば、その分、ケースの高さ寸法を小さくでき、巻き径が小さくなれば、その分、ケース外径を小さくでき、軽量化することができる。

以上がフラットケーブル巻き取り繰り出し装置の構成であり、次にこの装置の使用状態を説明する。フラットケーブル10の両端にはコネクタ（図示せず）が取り付けられる。ケース12は例えば自動車の車体側に固定される。フラットケーブル10の固定体側のコネクタは車体側の部品に接続され、移動体側のコネクタは例えば自動車のドア側の部品に接続される。ドアが閉じているときは例えば図１の状態にある。この状態からドアが開いていくと、ドア側の部品がケース12から離れていくため、フラットケーブル10が図４のように矢印Ｐ方向に引っ張られ、その力でローター14が矢印Ｑ方向に回転して、フラットケーブル10が繰り出される。ガイドロール38は反転ロール36よりも直径が小さく、ローター14が回転するときにカバー部53に接触しないようになっている。ドアが最後まで開くと、フラットケーブル10は例えば図５の状態まで繰り出される。この状態からドアが閉じていくと、ローター14がコイルばね16の回転力により反時計方向に回転し、フラットケーブル10をケース12内に巻き取り、最終的には図１の状態に戻る。このようにしてフラットケーブル10に弛みを生じさせることなく、移動体の移動に対応することができる。

上記の使用状態では、ケースを車体側に固定する場合を説明したが、ケースをドア側に固定することもできる。その場合は、フラットケーブルの固定体側（ケースに対して移動しない方）のコネクタをドア側の部品に接続し、移動体側（ケースに対して移動する方）のコネクタを車体側の部品に接続すればよい。

〔実施形態２〕 図６は本発明の他の実施形態を示す。このフラットケーブル巻き取り繰り出し装置は、ケース12の移動体側導出口56に連設した移動体側案内通路58内に、フラットケーブル10のフラット面の向きを移動体側導出口56での向きと異なる向きに変更する補正ガイド64を設けたものである。図示の例では、補正ガイド64によりフラットケーブル10のフラット面の向きをほぼ直角に変更している。このようにすると、ケース12の取付け姿勢と移動体側部品の取付け姿勢によってフラットケーブルに捻れが生じる場合でも、移動体側案内通路58の出口から移動体側部品までのフラットケーブル10を捻れのない状態にすることができる。これにより、フラットケーブルの巻き取り繰り出しを支障なく行なうことができると共に、ケース12及び移動体側部品の取付け姿勢に柔軟に対応することができる。上記以外の構成は前記実施形態１と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

〔関連技術１〕 図７ないし図９は本発明の関連技術を示す。この装置は、アッパーケース12Ａの内側環状壁20の天井部66（キャップ部50の天井部）の内面（下面）に、環状溝68と、その環状溝68の周方向の一部から突出する突起70を形成し、かつローター14の中空軸40の天井部45の外面（上面）にも、同じ直径の環状溝72と、その環状溝72の周方向の一部から突出する突起74を形成して、アッパーケース12Ａ側の突起70がローター14側の環状溝72に入り、ローター14側の突起74がアッパーケース12Ａ側の環状溝68に入った状態で、互いに摺動回転するようにしたものである。アッパーケース14Ａ側の突起70とローター14側の突起74の周方向の位置は、フラットケーブル10に繰り出し方向の力がかからない初期状態で、突起70と74が互いに係合し、ローター14の巻き取り方向の回転を阻止するように定められる。

このようにすると、初期状態でフラットケーブル10がカバー部53に押し付けられることがないので、フラットケーブル10の損傷を防止できる。上記以外の構成は前記実施形態１と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

〔関連技術２〕 関連技術１では、アッパーケース12Ａ側の天井部66及びローター14側の天井部45の両方に環状溝と突起を形成した場合を説明したが、アッパーケース12Ａ側の天井部66及びローター14側の天井部45の、一方に環状溝を、他方にその環状溝に入って摺動回転する突起を形成してもよい。この場合は、環状溝の周方向の一部に、突起の代わりに、天井面から出っ張らないように溝埋め部を形成しておけばよい。突起と溝埋め部の周方向の位置は、フラットケーブルに繰り出し方向の力がかからない初期状態で、突起と溝埋め部とが係合することでローターの巻き取り方向の回転が阻止されるように定められる。このような構成でも、関連技術１と同様な効果を得ることができる。

本発明に係るフラットケーブル巻き取り繰り出し装置の一実施形態を示す、（Ａ）は水平断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 図１の装置の、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図。 図１の装置の分解斜視図。 図１の装置で、フラットケーブルを途中まで繰り出した状態を示す水平断面図。 図４の状態からフラットケーブルをさらに繰り出した状態を示す水平断面図。 本発明に係るフラットケーブル巻き取り繰り出し装置の他の実施形態を示す水平断面図。 本発明の関連技術としてのフラットケーブル巻き取り繰り出し装置を示す、（Ａ）は水平断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 図７の装置の分解斜視図。 図７の装置の、（Ａ）はアッパーケースの底面図、（Ｂ）はローターの平面図。

符号の説明

10：フラットケーブル
12：ケース
14：ローター
16：コイルばね
16ａ：コイルばねの上端部
16ｂ：コイルばねの下端部
18：外側環状壁
20：内側環状壁
22：上側端面板
24：下側端面板
28：係止溝
34：円板
36：反転ロール
38：ガイドロール
40：中空軸
45：天井部
48：係止溝
52：フラットケーブル固定体側導出口
54：クランプ
56：フラットケーブル移動体側導出口
58：フラットケーブル移動体側案内通路
62：フラットケーブル固定体側案内通路
64：補正ガイド
66：天井部
68：環状溝
70：突起
72：環状溝
74：突起

Claims (7)

1. 外側環状壁と内側環状壁と上側端面板と下側端面板とによって囲まれた環状空間を有するケースと、このケース内に回転可能に設けられたローターと、このローターに回転力を付与するコイルばねと、長さ方向の一部を前記環状空間内に収容され、一端側が前記ケースに対して移動しない固定体に、他端側が前記ケースに対して移動する移動体に接続されるフラットケーブルとを備え、
   前記ローターは、前記環状空間内でフラットケーブルの巻き方向を反転させる反転ロールと、フラットケーブルを前記外側環状壁の内周面に沿うように案内するガイドロールと、前記内側環状壁の内周に回転可能に嵌合する中空軸とを有しており、
   前記コイルばねは、前記ローターの中空軸内に同軸状に配置され、ローターにフラットケーブルを巻き取る方向の回転力を付与するように捻られた状態で、一端が中空軸に、他端がケースに係止されており、
   前記ケースは、外側環状壁の一部にフラットケーブルの移動体側をケース外に導出する移動体側導出口を有し、上側端面板又は下側端面板の一部にフラットケーブルの固定体側を内側環状壁の外周面上からケース外に導出する固定体側導出口を有しており、
   前記フラットケーブルは、前記反転ロールで巻き方向を反転して、反転ロールより固定体側が前記内側環状壁の外周面に巻き付いて前記固定体側導出口からケース外に導出され、反転ロールより移動体側が前記ガイドロールにより外側環状壁の内周面に沿って案内されて前記移動体側導出口からケース外に導出されており、
   さらに、前記ケースの内側環状壁の外周面には周方向の一部にストッパーが突設され、フラットケーブルに繰り出し方向の力がかからない初期状態では、反転ロールがフラットケーブルを介して前記ストッパーに突き当たることでローターの巻き取り方向の回転が阻止されるようになっており、かつ前記ガイドロールは反転ロールより直径が小さく、ローターが回転するときに前記ストッパーに接触しないように配置されている、
   ことを特徴とするフラットケーブル巻き取り繰り出し装置。
2. 請求項１記載の巻取り装置であって、前記ストッパーは、固定体側導出口付近のフラットケーブルを覆うカバーを兼ねていることを特徴とするフラットケーブル巻き取り繰り出し装置。
3. 請求項１又は２記載の装置であって、前記ケースの移動体側導出口にはフラットケーブルの移動体側案内通路が連設され、この移動体側案内通路内にはフラットケーブルのフラット面の向きを移動体側導出口での向きと異なる向きに変更する補正ガイドが設けられていることを特徴とするフラットケーブル巻き取り繰り出し装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の装置であって、前記ケースの固定体側導出口には、フラットケーブルを上側端面板又は下側端面板の外面に沿って内周側から外周側へ案内する固定体側案内通路が連設されていることを特徴とするフラットケーブル巻き取り繰り出し装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の装置であって、前記ケースはアッパーケースとロアケースとからなり、アッパーケースが少なくとも上側端面板と内側環状壁を有し、ロアケースが少なくとも下側端面板とコイルばね端部の係止部を有していることを特徴とするフラットケーブル巻き取り繰り出し装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の装置であって、コイルばねの両端部が両方ともコイルばねの内側に向けて折り曲げられていることを特徴とするフラットケーブル巻き取り繰り出し装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の装置であって、コイルばねが断面非円形の線材で形成されていることを特徴とするフラットケーブル巻き取り繰り出し装置。

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