JP2528607B2 - 回転式電気コネクタ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品点数と製造工数の
削減を図った回転式電気コネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気掃除機などに組み込まれたコードリ
ールは、回転するリールから自由に電気コードが手繰り
出せるよう、回転する導電体と静止している導電体との
間で相対回転を許容しつつ電気的な導通を図ることので
きる回転式電気コネクタが必要になる。この種の回転式
電気コネクタは、スリップリングとこれに摺接するブラ
シを組み合わせた旧型以外に、回転側と静止側の双方の
摺動部材を平板状リングに成形し、これらの平板状リン
グを絶縁リングを介して多板クラッチ状に交互に重ね合
わせた新型が出現しており、実公昭６３−９１１５号
「リール用スリップリング装置」に開示された回転式電
気コネクタなどは、その代表例と言ってもよい。

【０００３】同公報に開示された回転式電気コネクタ
は、スプライン溝を形成した電気絶縁体製のスプライン
軸に、スプライン溝に嵌合する内歯を備えた導電体製の
平板状静止リング及び内歯をもたない導電体製の平板状
回転リングを、電気絶縁リングを介して複数組（例えば
３相交流用に３組）外嵌し、スプライン軸に外嵌した部
材をスプライン軸の軸心方向に押圧する手段としてコイ
ルスプリングを設け、平板状回転リングの回転をコード
リールに拘束する手段として脚柱付き加圧リングとリー
ルドラム孔を設けて構成されており、リールドラムとと
もに回転する内歯をもたない導電体製の平板状回転リン
グと、スプライン軸とともに静止している内歯を有する
導電体製の平板状リングとが各ペアごとに導通するよう
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の回転式電気
コネクタは、平板状静止リングと平板状回転リングのペ
アを各ペア間で絶縁するための電気絶縁リングが、独立
部品で構成されており、以下に示す欠点があった。

【０００５】 例えば三芯線コードのコードリールに
適用した場合に、３組のペア間を絶縁するため２枚の電
気絶縁リングが必要であり、また組立にさいしてもこれ
ら２枚の独立した電気絶縁リングを隣接する導通接触ペ
ア間に嵌挿する手間が必要となる。

【０００６】このため、僅か２枚とは言え、各３枚ずつ
の平板状静止リングと平板状回転リングの外に、２枚の
電気絶縁リングを必要とするために、コネクタ全体で見
た部品点数の増加が避けられず、また電気絶縁リングを
嵌挿する手間も全体の製造工数を押し上げる原因となっ
ていた。

【０００７】 また、回転式電気コネクタに限らず、
一般に摺接部分を介して電気的な導通を果たす種類の電
気コネクタは、摺接箇所と摺接面積が増えるほど異物の
挟み込みによる絶縁不良或いは摺接部分の潤滑負担の増
大といった弊害を生みやすいものである。しかし、従来
の回転式電気コネクタは、平板状回転リングと電気絶縁
リングとの間及び電気絶縁リングと平板状静止リングと
の間、すなわち電気絶縁リングの両面が摺接面となって
いるため、摺接面積が大きいだけに摺接面への異物の侵
入確率が高かった。

【０００８】従って、摺接面に噛み込んだ導電性異物に
よる絶縁破壊の危険を排除するため、コネクタの外殻と
なるケーシングに対する防塵要求も厳しさを増す傾向が
強かった。

【０００９】 さらにまた電気絶縁リングが平板状静
止リングと平板状回転リングの両方を徐々に摩耗させる
ため、電気絶縁リングの両面にしっかりと潤滑剤を塗布
しておかねばならない等の課題があった。

【００１０】他の従来例としては、特開昭６０−３５４
８２号に見られる如く、天井クレーンのケーブル巻取り
リール等に適用される集電器アセンブリであって、固定
集電リング２３、２４の外側に軸１０と一体回転する回
転集電リング２２、２５を設け、固定リング２３、２４
に夫々設けた複数のプラグ部材２７が、一対の固定リン
グ間に配したばねアセンブリ２６の付勢力により、回転
リング２２、２５に対して軸方向に圧接されて固定及び
回転リング間の電気の受け渡しを行っているものがあ
る。しかるにこれによれば、各対の固定及び回転リング
どうしが本発明の如く直接接触するのでなく３個のプラ
グ２７を介して接触する構成、及び各対の固定及び回転
リング間に本発明の如き絶縁板ではなく複数組の中空ス
リーブ４６及びコイルバネ４５からなるばねアセンブリ
２６を必要とする構成を必要として構成が複雑化しかつ
保守も面倒であるという欠点があり、更には全体的に見
て固定及び回転リングが本発明の如く交互に配設される
のでなく対の固定リング２３、２４の両外側に夫々回転
リング２２、２５が配設されるという複雑な構成のた
め、上記部品点数の増大を招くと共に組付け及び分解手
順も複雑化するという欠点がある。本発明は、これらの
点に鑑みてなされたものであり、固定及び回転平板の何
れか一方に予め絶縁層を一体形成してプレス打ち抜き
し、更に両平板を交互に組付けることにより、上記各従
来例の課題又は欠点を解決することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明になる回転式電気コネクタは、軸体（２）
と、複数対の導電接触ペア（３）であって、該各ペアが
それぞれ導電性の固定平板（６）及び導電性の回転平板
（７）からなり、かつ該各ペアがそれぞれ互に絶縁板
（８）を介して絶縁され、しかも該各固定平板が前記軸
体に対してその軸線に直交する状態で回転不可能に嵌合
係止され、該各回転平板が前記軸体に対してその軸線に
直交する状態で回転自在にかつ該固定及び回転平板どう
しで面接触するよう嵌合された前記複数対の導電接触ペ
ア（３）と、該各ペアの固定平板及び回転平板を互いに
圧接させて導通させる押圧手段（４、５）と、該複数の
回転平板が互いに一体回転するよう規制する規制手段
（５ａ、７ｂ）と、を具備してなる回転式電気コネクタ
において、前記各対の導電接触ペアの固定平板（６）と
回転平板（７）とは全体として交互に配設されており、
しかも前記絶縁板（８）はそれぞれ、各対の導電接触ペ
アの固定及び回転平板の何れか一方の平板の一面に予め
絶縁層（８）としてー体形成された後、該何れか一方の
平板と共に所定形状にプレス打抜きして形成され、これ
により前記一方の平板に一体形成された絶縁層は、該絶
縁層に面接触する他方の平板に対して該一方及び他方の
両平板どうしの相対回転速度に一致した速度で滑り摺動
を行なう、ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成に基づき、軸体に外嵌した複数対の導
電接触ペアを、固定平板と回転平板の何れか一方に絶縁
層を一体形成した後にプレス打ち抜き形成ししかも両平
板を交互に組付けることにより、部品点数及び組立工数
の削減を図ると共に装置の小型化及び保守の容易化を図
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１乃至図
７を参照して説明する。図１は、本発明の回転式電気コ
ネクタの一実施例を適用したコードリール装置を示す断
面図、図２は、図１に示した回転式電気コネクタの分解
斜視図、図３，４は、それぞれ図１に示した回転平板の
平面図及び側面図である。

【００１４】図１，２に示すコードリール装置の回転式
電気コネクタ１は、スプライン溝２ａを形成した電気絶
縁体製の静止スプライン軸２を軸体として用い、このス
プライン軸２に電気コードを形成する複数芯線に接続さ
れる複数（ここでは３組）の導電接触ペア３及び加圧板
５を外嵌し、押圧手段であるコイルスプリング４により
加圧板５を介して各導電接触ペア３を圧接させて導通状
態に保つよう構成してある。

【００１５】スプライン軸２は、絶縁性樹脂材を中空柱
状体に成形したものであり、外周面を軸方向に走る４本
のスプライン溝２ａの外に、先端近くにスナップリング
溝２ｂが穿設してある。また、スプライン軸２には、軸
方向中間部にストッパとなる鍔部２ｃが一体形成してあ
り、この鍔部２ｃと加圧板５との間に３組の導電接触ペ
ア３が挟圧保持される。この静止スプライン軸２は、図
１に示す如く、その一端が固定中心軸３１に嵌合固定さ
れ、かつその他端がブラケット３２のカバー３３にネジ
３４により固着される。

【００１６】導電接触ペア３は、固定側の一の芯線に接
続される銅製の固定平板６と、回転側の一の芯線に接続
される銅製の回転平板７とからなる。各固定平板６及び
回転平板７は、スプライン軸２に対してその軸線に直交
する状態で回転自在にかつ平板６、７どうしで面接触す
るよう嵌合される。

【００１７】固定平板６は、図２に示す如く、スプライ
ン軸２に外嵌する内径を有するＣリング形状の銅板から
なり、リング内周部分に形成した内歯６ａからリード片
６ｂが延出するようプレス打ち抜き成形され、打ち抜き
後にリード片６ｂを直角に折曲される。６ｃは、回転平
板７に面接触する面に複数個突設した米粒大のボス部で
あり、該ボス部の上面は平坦面とされている。

【００１８】回転平板７は、図２、図３及び図４に示す
如く、絶縁層８を接着した銅板をプレス打ち抜きにより
成形され、スプライン軸２に遊嵌する内径と固定平板６
よりも大きな外径を有する銅製リングに、同じリング形
状の絶縁層８が一体化されたものとして出来上がる。回
転平板７の外周には電線接続用の突起７ａが一箇所に、
また回転を拘束するため切り欠き７ｂが４箇所に備わっ
ており、突起７ａに穿設された孔が芯線の接続に用いら
れる。これらの各突起７ａに接続された合計３本の芯線
は一本の回転側電気コードに組合わされて後述する回転
ドラム３６の外周に巻回される。

【００１９】加圧板５は、内外径が回転平板７とほぼ同
径のリング状電気絶縁材からなり、その４本の脚部５ａ
は回転平板７の切り欠き７ｂを夫々係合挿通して、更に
コードリール装置の回転自在のドラム３６の側板３６ａ
の各孔３６ｂに係合される。これにより加圧板５、回転
平板７及びドラム３６は一体回転するよう規制される。

【００２０】回転平板７に一体形成した絶縁層８には、
例えば銅板に接着剤を介して接着された所定厚さのテフ
ロン（ポリテトラフルオロエチレン）が用いられる。絶
縁層付き回転平板７を製造するには、まずシート状の銅
板の片面をメチルエチルケトン等の溶剤で洗浄し、接着
面として使用できるまで十分に乾燥する。次に、エポキ
シ系接着剤を銅板の接着面に塗布し、接着面にテフロン
シートを貼付する。このとき、例えば面圧４〜５Ｋｇ／
ｃｍ²でテフロンシートを押圧し、押圧状態を１４〜１
５分程度維持する。所定の時間が経過した時点で押圧を
解除し、接着面からシートの縁にはみ出した接着剤を除
去する。こうして、テフロンが片面に接着コーティング
された銅板シートが完成したならば、最後に絶縁層付き
の銅板シートを打抜きプレスによりプレス打抜きし、図
３，４に示したように前記の所定形状に仕上げる。

【００２１】回転式電気コネクタ１を組み立てる場合、
まずスプライン軸２の１つ目のスプライン溝２ａに１組
目の導電接触ペア３の固定平板６の内歯６ａとリード片
６ｂを嵌合し、固定平板６の下面をワッシャ９を挟んで
鍔部２ｃに当接係止させる。次に、上面に絶縁層８が一
体形成された回転平板７をスプライン軸２に嵌挿し、固
定平板６に対し摺接自在に当接させて正規の導通状態が
得られるようスプライン軸２に外嵌する。

【００２２】続いて、２組目の導電接触ペア３の固定平
板６の内歯６ａとリード片６ｂをスプライン軸２の２つ
目のスプライン溝２ａに嵌合し、固定平板６の下面を１
組目の回転平板７の絶縁層８の上面に当接係止させる。
以下同様に、上面に絶縁層８が一体化された回転平板７
をスプライン軸２に嵌挿し、固定平板６に対し摺接自在
に当接させて正規の導通状態が得られるようスプライン
軸２に外嵌する。そして、３組目の導電接触ペア３につ
いても２組目と同様にスプライン軸２に外嵌させる。

【００２３】その後、３組の回転平板７を適当に回動し
てそれぞれ４箇所に形成した切り欠き７ｂを同位相に揃
え、上述した如く、これらの切り欠きに加圧板５の脚部
５ａを係合させるようにして加圧板５をスプライン軸２
に嵌挿する。最後に、スプライン軸２にワッシャ１０と
コイルスプリング４を嵌挿し、コイルスプリング４の下
端をワッシャ１０を介して加圧板５の上面に係止させ、
スプライン軸２先端のスナップリング溝２ｂに嵌合する
スナップリング１１にコイルススプリング４の上端を係
止させ、組み立てを完了する。なお、３枚の固定平板６
から延びるリード片６ｂには、それぞれ固定側の電気コ
ード内の各芯線（図示せず）が接続され、各リード片６
ｂは図１に示す如く、先端が折曲されてネジ３５により
ブラケット３２に固着される。

【００２４】このように、上記コードリールの回転式電
気コネクタ１は、固定平板６又は回転平板７に予め絶縁
層８を一体形成しているため、この絶縁層８を単品の電
気絶縁リングとして組み付ける従来品に比して、三芯線
コードのコードリールでも部品点数を２点乃至３点低減
することができ、構成が極めて簡単になる。また、部品
点数が少ないので、組付け及び分解作業が容易となり、
作業を迅速に行い得、自動組立ラインへの適用が極めて
容易になる。また、絶縁層８は、回転平板７に予め一体
形成した後にプレス打抜きされるので、固定平板６や回
転平板７と絶縁層８を別個に形成するものに比して、絶
縁層８自体の外形を成形したり、組付け時に絶縁層８と
固定平板６を位置合わせする等の面倒が不要となり、工
数を大幅に低減することができる。また、絶縁層８と回
転平板７は完全に密着一体化しているため、両者の間に
摺接部分は一切存在せず、従ってその間の潤滑は不要で
あり、しかも異物の噛み込みによる絶縁破壊の恐れもな
く、長期に亙って安定した性能を維持することができ
る。

【００２５】なお、上記実施例では、絶縁層８を回転平
板７に一体構成するようにしたが、図５に示した回転式
電気コネクタ２１のごとく、固定平板２２に絶縁層２３
をに一体化することも可能である。この場合も、絶縁層
付き固定平板２２は接着剤で張り合わせた銅板とテフロ
ンのシートを、図６，７に示した形状にプレス打ち抜き
により成形し、その後にリード片２２ｂを起立させれば
よい。なお、実施例では、回転平板２４に面接触する固
定平板２２にはボス部を形成しておらず、このため固定
平板２２と回転平板２４は平面全体で接触することにな
る。

【００２６】また、上記各実施例において、絶縁層８，
２３は接着によって一体化する方法に限らず、例えば回
転平板７，２４又は固定平板６，２２のいずれか一方に
絶縁材料を所定厚さに吹き付けて形成することも可能で
ある。また、絶縁層８，２３の素材は、テフロンに限定
されない。

【００２７】

【発明の効果】本願の上記請求項１記載の発明によれ
ば、次に示す利点がある。

【００２８】 絶縁層は固定又は回転平板に予じめ一
体成形されているため、従来の特開昭６０−３５４８２
号の如く固定及び回転平板間に多数の別部材のプラグ部
材を必要としたり又は実公昭６３−９１１５号の如く３
対の固定及び回転平板用に３つの個別の絶縁板を必要と
したりするものに比して、これら個別のプラグ部材又は
絶縁板が不要となり、例えば三芯線コードのコードリー
ルに適用した場合に、部品点数を少なくとも３つは低減
できるので、構成を極めて簡単化し得る。

【００２９】 絶縁層は固定又は回転平板の何れかに
一体形成されているので、上記実公昭６３−９１１５号
の如く両平板間に別部材の絶縁板を介在した構成におい
て該絶縁板が該各平板とは別体的に遊動して不規則に回
転し易いものに比して、該絶縁層は常に一方の平板と一
体でありしかも該絶縁層に対向面接触する平板に対して
常に固定及び回転平板間の相対速度に一致した安定の速
度で摺接し得るので、摺接滑り状態を円滑かつ安定化し
得、特に絶縁層に摩擦係数の小さい材料を使用した場合
等に、極めて円滑な滑り回転動作を提供し得るという利
点がある。

【００３０】 固定及び回転平板は全体的に見て該固
定及び回転平板を交互に配設しているため、従来特開昭
６０−３５４８２号の如く内側の対の固定平板の外側に
複数のプラグ部材を介して対の回転平板が設けたために
部品点数が増しかつ組付け手順も複雑化するものに比し
て、絶縁層を一体化した両平板が上記の如く単に交互に
配設されているのみのため、構成が極めて簡単で部品点
数も少なく、軸方向寸法を低減して小型化し得、しかも
組付け及び分解作業も両平板を単に交互に行えばよいの
で極めて容易である。

【００３１】 一体化した前記平板及び絶縁層は、大
寸法の該平板及び絶縁層を予じめ前記リング形状になる
よう一度にプレス打ち抜き形成したものであるから、複
雑な形状であるにかかわらず形状の形成を一工程で行う
ことができ、工数を大幅に低減できる。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転式電気コネクタの一実施例を適用
したコードリール装置を示す断面図である。

【図２】図１に示した回転式電気コネクタの分解斜視図
である。

【図３】図１に示した絶縁層付き回転平板の平面図であ
る。

【図４】図３に示した絶縁層付き回転平板の側面図であ
る。

【図５】本発明の回転式電気コネクタの他の実施例を示
す分解斜視図である。

【図６】図５に示した絶縁層付き固定平板の加工途中の
形状を示す平面図である。

【図７】図６に示した絶縁層付き固定平板の側面図であ
る。

【符号の説明】

１，２１ 回転式電気コネクタ ２ スプライン軸 ３ 導電接触ペア ４ コイルスプリング ６，２２ 固定平板 ７，２４ 回転平板 ８，２３ 絶縁層 ３２ ブラケット ３６ 回転ドラム

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸体（２）と、 複数対の導電接触ペア（３）であって、該各ペアがそれ
   ぞれ導電性の固定平板（６）及び導電性の回転平板
   （７）からなり、かつ該各ペアがそれぞれ互に絶縁板
   （８）を介して絶縁され、しかも該各固定平板が前記軸
   体に対してその軸線に直交する状態で回転不可能に嵌合
   係止され、該各回転平板が前記軸体に対してその軸線に
   直交する状態で回転自在にかつ該固定及び回転平板どう
   しで面接触するよう嵌合された前記複数対の導電接触ペ
   ア（３）と、 該各ペアの固定平板及び回転平板を互いに圧接させて導
   通させる押圧手段（４、５）と、 該複数の回転平板が互いに一体回転するよう規制する規
   制手段（５ａ、７ｂ）と、を具備してなる回転式電気コ
   ネクタにおいて、前記各対の導電接触ペアの固定平板（６）と回転平板
   （７）とは全体として交互に配設されており、 しかも 前記絶縁板（８）はそれぞれ、各対の導電接触ペ
   アの固定及び回転平板の何れか一方の平板の一面に予め
   絶縁層（８）として一体形成された後、該何れか一方の
   平板と共に所定形状にプレス打抜きして形成され、これ
   により前記一方の平板に一体形成された絶縁層は、該絶
   縁層に面接触する他方の平板に対して該一方及び他方の
   両平板どうしの相対回転速度に一致した速度で滑り摺動
   を行なう、ことを特徴とする回転式電気コネクタ。
2. 【請求項２】 前記各対の導電接触ペアの固定及び回転
   平板の何れか一方は、その一面に予め絶縁層（８）を一
   体形成した後に所定形状にプレス打抜きしてなることを
   特徴とする請求項１記載の回転式電気コネクタの製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のコネクタにおいて、 前記絶縁層（８）は、該回転平板に絶縁材料を所定厚さ
   に吹き付けて形成したことを特徴とする前記コネクタ。
4. 【請求項４】 請求項１記載のコネクタにおいて、 前記固定平板（６）及び回転平板（７）は銅板であり、
   前記絶縁層（８）は該銅板に接着剤を介して接着された
   所定厚さの絶縁材料であることを特徴とする前記コネク
   タ。
5. 【請求項５】 請求項４記載のコネクタにおいて、 前記絶縁材料は、ポリテトラフルオロエチレンであるこ
   とを特徴とする前記コネクタ。
6. 【請求項６】 請求項１、３乃至５の何れか１項記載の
   回転式電気コネクタにおいて、 前記軸体（２）は、第１の係止部（２ａ）を有し、かつ
   前記固定平板（６）は、第２の係止部（６ｂ）を有して
   おり、この第２の係止部を前記第１の係止部に係止させ
   て軸体に回転不可能に係止されることを特徴とする前記
   コネクタ。
7. 【請求項７】 軸体（２）と、 電気コードを形成する複数芯線に接続される複数対の導
   電接触ペア（３）であって、該各ペアが、固定側の一の
   芯線に接続される導電性の固定平板（６）と、回転側の
   一の芯線に接続される導電性の回転平板（７）とからな
   り、かつ該各ペアがそれぞれ互に絶縁板（８）を介して
   絶縁され、しかも該各固定平板が前記軸体に対してその
   軸線に直交する状態で回転不可能に係止され、該各回転
   平板が前記軸体に対してその軸線に直交する状態で回転
   自在にかつ該固定及び回転平板どうしで面接触するよう
   嵌合された前記複数対の導電接触ペア（３）と、 該各ペアの固定平板及び回転平板を互いに圧接させて導
   通させる押圧手段（４、５）と、 前記軸体と同軸的にかつ回転自在に配設され、前記回転
   側の電気コードを巻回される回転ドラム（３６）と、 該複数の回転平板（７）及び回転ドラム（３６）を互い
   に一体回転するよう規制する規制手段（５ａ、７ｂ、３
   ６ｂ）と、を具備してなる回転式電気コネクタにおい
   て、 前記各対の導電接触ペアの固定平板（６）と回転平板
   （７）とは全体として交互に配設されており、 しかも 前記絶縁板（８）はそれぞれ、各対の導通接触ペ
   アの固定平板及び回転平板の何れか一方の平板の一面に
   予め絶縁層（８）を一体形成された後、該何れか一方の
   平板と共にに所定形状にプレス打抜きして形成され、こ
   れにより前記一 方の平板に一体形成された絶縁層は、該
   絶縁層に面接触する他方の平板に対して該一方及び他方
   の両平板どうしの相対回転速度に一致した速度で滑り摺
   動を行なう、ことを特徴とするコードリールの回転式電
   気コネクタ。
8. 【請求項８】 前記前記各対の導電接触ペアの固定及び
   回転平板の何れか一方は、その一面に予め絶縁層（８）
   を一体形成した後に所定形状にプレス打抜きしてなるこ
   とを特徴とする請求項７記載のコードリールの回転式電
   気コネクタの製造方法。
9. 【請求項９】 請求項７記載のコネクタにおいて、 前記絶縁層（８）は、該回転平板に絶縁材料を所定厚さ
   に吹き付けて形成したことを特徴とする前記コネクタ。
10. 【請求項１０】 請求項７記載のコネクタにおいて、 前記固定平板（６）及び回転平板（７）は銅板であり、
    前記絶縁層（８）は該銅板に接着剤を介して接着された
    所定厚さの絶縁材料であることを特徴とするコネクタ。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載のコネクタにおいて、 前記絶縁材料は、ポリテトラフルオロエチレンであるこ
    とを特徴とする前記コネクタ。
12. 【請求項１２】 請求項７、９乃至１１の何れか１項記
    載の回転式電気コネクタにおいて、 前記軸体（２）は、第１の係止部（２ａ）を有し、かつ
    前記固定平板（６）は、第２の係止部（６ｂ）を有して
    おり、この第２の係止部を前記第１の係止部に係止させ
    て軸体に回転不可能に係止されることを特徴とする前記
    コネクタ。