JPWO2014017649A1 - 回転コネクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＭＣを高めることにより、その仕様を安定して満足でき、多重高速通信に使えるような回転コネクタを提供することを目的とする。【解決手段】ステータ（１２）と、ステータ（１２）に対して回転可能に取り付けられるロテータ（１３）とを有し、これらで構成された環状の収容空間（Ｓ）に、重合せケーブル（１００）を収容したＳＲＣ（１０）であって、重合せケーブル（１００）を、一対の伝送路導体（１３０ａ）を備え、ラミネートシート（１００ａ）で被覆した伝送路ＦＣ（１０１）と、伝送路ＦＣ（１０１）の表側に配置され、平角導体（１００ｂ）を含まない帯状で樹脂製のダミーＦＣ（１０２）とを重ね合わせて構成し、重ね合わせた伝送路ＦＣ（１０１）及びダミーＦＣ（１０２）を密着させるグリス（１０５）を備え、一対の伝送路導体（１３０ａ）における幅方向間隔（Ｗ）を、伝送路導体（１３０ａ）の導体幅（ｗ）に対して同等以下に設定した。

Description

この発明は、回転コネクタ装置に関し、より詳しくは、ＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility、電磁両立性）を高めて、その仕様を満足できる多重高速通信に使えるような回転コネクタに関する。

回転コネクタ装置は、固定側部材と、これに対して回転可能に取り付ける回転側部材を有し、これらの間に形成される環状の収容空間にフラットケーブルが収容されている。そして、フラットケーブルの一方の端は、固定側部材に固定されてコネクタが接続され、フラットケーブルの他方の端は、回転側部材に固定されてコネクタが接続され、フラットケーブルの長手方向の中間部分には、湾曲して折り返す折返し部が形成されている。この構造により、回転側部材が左右いずれの方向に回転したときでも、フラットケーブルが弾発性をもって巻き締めと巻き戻しがなされ、信号の伝送が可能である。

このような回転コネクタを、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）などの多重高速通信に使用する場合、電磁ノイズによる電磁両立性の低下やインピーダンスが不安定となるという問題がある。

このような問題に対して、電磁両立性を高めるため、下記特許文献１では、２本で一対の信号導体を備えたフラットケーブルを、その幅方向に沿って斜めで平行をなす多数の折曲線を折り曲げてツイストペア構造にしたフラットケーブルが提案されている。

しかし、ツイストペア構造にすると、フラットケーブルが有する弾発性が損なわれてしまい、回転側部材の円滑な回転が阻害される。
さらには、上記ノイズ対策やインピーダンスの不安定化を解決するために信号伝送路を含むフラットケーブルにシールド層を適用する方法が提案されている（特許文献２参照）。

そのひとつの方法として、１つの被覆体に、シールド導体と、信号伝送路となる信号導体とを設ける方法があるが、通常フラットケーブルは上下２枚の樹脂製ラミネート・フィルムに付着した接着層を熱融着で接着して生成するため、信号導体とシールド導体との間の距離を正確に保つことが難しく、さらには、回転側部材の回転に伴うフラットケーブルの摺動や湾曲により、座屈や摩滅が起こり、シールド導体におけるシールド層の剥離や割れなどが生じて、電磁ノイズによる電磁両立性が低下したり、インピーダンスが不安定となるおそれがあった。

また、そのような問題を解決するために、信号導体とシールド導体との間にスペーサーシートを設置して適正距離を保持しつつ融着・接続させることも考えられる。しかしながら、スペーサーと導体間の密着性を保つことが難しく、さらにはスペーサーを用いることがコスト増加につながるため好ましくない。

さらには、信号導体を含むフラットケーブルの外部に無電解メッキ等で導電性材料を付着させる方法も考えられるが、フラットケーブルの摺動・屈曲により挫屈、摩耗により剥離や割れが生ずるおそれがある。

特開２００９−１０４９０７号公報 国際公開２０１１／１３６００８号

そこで、この発明は、ＥＭＣを高めることにより、その仕様を安定して満足でき、多重高速通信に使えるような回転コネクタを提供することを目的とする。

この発明は、固定側部材と、該固定側部材に対して回転可能に取り付けられる回転側部材とを有し、これらで構成された環状の収容空間に、フラットケーブルを収容した回転コネクタ装置であって、前記フラットケーブルを、一対の信号導体を備え、帯状の樹脂で被覆した信号フラットケーブルと、該信号フラットケーブルの表裏面側の少なくとも一方に配置され、導体を含まない帯状の樹脂製のダミーフラットケーブルとを重ね合わせて構成し、重ね合わせた前記信号フラットケーブル及び前記ダミーフラットケーブルを密着させる密着手段を備え、前記一対の信号導体における導体間隔を、前記信号導体の導体幅に対して同等以下に設定したことを特徴とする。

上記回転コネクタ装置は、自動車におけるステアリング部分に装着するＳＲＣや、ロボットアーム等の回転部分を有する機構におけるコネクタ装置とすることができる。

上記フラットケーブル、信号フラットケーブル、ダミーフラットケーブルは、２枚の樹脂製ラミネート・フィルムに付着した接着層を熱融着で接着して生成した帯状のケーブルとすることができる。

上述の導体を含まない帯状の樹脂製のダミーフラットケーブルは、２枚の樹脂製ラミネート・フィルムのみで構成したケーブルとすることができ、また、前記信号フラットケーブルは、信号導体のみを備えるもののほか、信号導体のほかに回路導体を備えるものであってもよい。

上記密着手段は、例えば、粘着性を向上することにより、密着状態の信号フラットケーブル及びダミーフラットケーブルの意図しない分離を防止できるグリス等で構成することができる。

上述の前記一対の信号導体における導体間隔を、前記信号導体の導体幅に対して同等以下に設定したことにおける同等以下とは、導体幅長さ以下に設定した導体間隔のみならず、導体幅長さより誤差の範囲で長い導体間隔を含む概念であるとすることができる。

この発明により、ＥＭＣを安定して高めることができる。よって、ＥＭＣの仕様を安定して満足し、当該回転コネクタを用いて多重高速通信を行うことができる。
詳しくは、固定側部材と、該固定側部材に対して回転可能に取り付けられる回転側部材とで構成された環状の収容空間に収容されたフラットケーブルを、一対の信号導体を備え、帯状の樹脂で被覆した信号フラットケーブルと、該信号フラットケーブルの表裏面側の少なくとも一方に配置され、導体を含まない帯状の樹脂製のダミーフラットケーブルとを重ね合わせて構成し、重ね合わせた前記信号フラットケーブル及び前記ダミーフラットケーブルを密着させる密着手段を備えたことにより、フラットケーブルが有する弾発性が損なわれることなく、回転側部材を円滑に回転することができる。また、回転側部材の回転に伴うフラットケーブルの摺動や湾曲による座屈や摩滅によって、電磁ノイズによる電磁両立性が低下することなく、インピーダンスを安定させることができる。

また、信号フラットケーブルと、ダミーフラットケーブルとを重ね合わせるとともに、密着させているため、巻き回した状態において、信号導体同士の距離を、適正距離で正確に保つことができる。

詳述すると、上記インピーダンスは差動インピーダンス、つまりグランドラインとなるグランド導体に対する２本の信号導体とのインピーダンスの差分であるため、グランド導体と信号導体との間隔をダミーフラットケーブルで確保でき、また、間にグランドラインの要素となりうる他の導体をダミーフラットケーブルで隔離することで、安定したインピーダンスを得ることができる。

さらに、前記一対の信号導体における導体間隔を、前記信号導体の導体幅に対して同等以下に設定したことにより、固定側部材に対する回転側部材の回転に伴っても、電磁ノイズによる電磁両立性が低下することなく、インピーダンスを安定させることができる。

したがって、当該回転コネクタのＥＭＣを安定して高めることができ、ＥＭＣの仕様を安定して満足することにより、当該回転コネクタを用いて多重高速通信を行うことができる。

この発明の態様として、前記一対の信号導体における導体間隔を、前記信号導体の厚みの１０倍以上に設定することができる。
この発明により、より安定したインピーダンスを実現することができる。

詳述すると、導体幅に対して導体の厚みが極めて薄いため、インピーダンスに作用する導体間相互の静電結合による影響は比較的小さいが、近接により静電結合量が増加の影響を多少受ける可能性があるが、導体の厚みの１０倍以上を幅方向間隔の下限値と設定することで、電磁ノイズによる電磁両立性が低下することなく、インピーダンスをより確実に安定化することができる。

またこの発明の態様として、前記回転側部材を、回転軸に対して両回転方向に回転自在に構成するとともに、前記収容空間に、上面にローラを備えた環状の遊動部材を配置し、前記フラットケーブルの長手方向の一部に、前記ローラによって湾曲して折り返される折返し部を形成し、前記フラットケーブルを前記遊動部材上に保持することができる。

この発明により、さらに安定したインピーダンスを実現することができる。
詳述すると、回転コネクタ装置では、導体の電気抵抗を下げたり軽量化を図ったりするため、フラットケーブルの長さは短いほうが好ましい。このため、フラットケーブルの一部に平面視Ｕ字状に湾曲した折返し部を有し、この折返し部をローラに引っ掛ける、いわゆるローラＵターン式の回転コネクタ装置が一般に用いられている。
しかし、信号導体を有するフラットケーブルでローラを引っ張ったりすると、信頼性が低下するおそれがある。

また、上述したように、フラットケーブルを収容した回転コネクタ装置では、回転側部材が回転すると、その回転に従ってフラットケーブルに巻き締めと巻き戻しがなされる。このとき、回転側部材の回転角度や回転数に応じてフラットケーブルの巻き回し収容状態に変化が生じ、インピーダンス整合を行うべき信号源側と負荷側でインピーダンスにバラツキが生じるおそれがあるが、上述の構成により、安定したインピーダンスを実現することができる。

またこの発明の態様として、前記フラットケーブルを、前記信号フラットケーブル及び前記ダミーフラットケーブルに加えて、回路を構成する回路導体を有する回路導体フラットケーブルを備え、前記信号フラットケーブルと前記回路導体フラットケーブルとの間、及び前記信号フラットケーブルにおける前記回路導体フラットケーブルを配置した側と反対側に、前記ダミーフラットケーブルを配置することができる。

この発明により、フラットケーブルを巻き回して収容空間に収容した状態において、回路を構成する回路導体を有する回路導体フラットケーブルと前記信号フラットケーブルとの間に必ず、ダミーフラットケーブルが介在するため、回路導体フラットケーブルにおける回路導体の通電によって、電磁ノイズによる電磁両立性が低下することなく、インピーダンスを安定させることができる。

この発明によれば、ＥＭＣを高めることにより、その仕様を安定して満足でき、多重高速通信に使えるような回転コネクタを提供することができる。

ステアリングロールコネクタの外観図。 ステアリングロールコネクタの分解斜視図。 ロテータを分離したステアリングロールコネクタの平面図。 重合せケーブルの構成についての概念図。 ステアリングロールコネクタを用いて構成した通信回路の概念図。 図３のＡ−Ａ断面における重合せケーブルについての概念図。 第２パターンの重合せケーブルの構成についての概念図。 第２パターンの図３のＡ−Ａ断面における重合せケーブルについての概念図。

この発明の一実施形態を、以下図面を用いて説明する。
なお、図１はステアリングロールコネクタ１０（以下、「ＳＲＣ１０」という）の外観図を示し、図２はＳＲＣ１０の分解斜視図を示し、図３はロテータ１３を分離したＳＲＣ１０の平面図を示している。また、図４はフラットケーブルの構成についての概念図を示し、図５はＳＲＣ１０を用いて構成する伝送回路２００の概念図を示している。また、図６は図３のＡ−Ａ断面における重合せケーブル１００についての概念図を示している。

ＳＲＣ１０は、図示省略するステアリングホイールに装備した電装品を制御し、図５に示すように、ステアリングホイール内に配置されたステアリングＥＣＵ２１０（以下、「Ｓ−ＥＣＵ２１０」という）と、車両本体側に配置したメインＥＣＵ２２０（以下、「Ｍ−ＥＣＵ２２０」という）との間の電気信号を伝送する伝送回路２００を構成するとともに、図示省略するその他の導電回路を構成している。

このように、Ｓ−ＥＣＵ２１０及びＭ−ＥＣＵ２２０の伝送回路２００と、その他導電回路を構成するＳＲＣ１０は、図１及至図３に示すように、重合せケーブル１００を収容するケーブルハウジング１１と、ケーブルハウジング１１を構成するステータ１２及びロテータ１３の相対回転位置を固定する回転ロックユニット１４とを備えている。

ケーブルハウジング１１は、平面視中央部分にステアリングシャフト（図示省略）が軸方向に貫通する差込孔Ｈが形成された略円筒状の形態で構成されている。差込孔Ｈは、前記ステアリングコラム（図示省略）に支持されたステアリングシャフトの挿入を許容する径で形成されている。

なお、ＳＲＣ１０は、図示省略するステアリングホイールの車体側であるステアリングコラム（図示省略）に収容され、差込孔Ｈを貫通したステアリングシャフトの上端部に、回転操作を行うためのステアリングホイールが固定される。

ケーブルハウジング１１は、相対回転可能に嵌合されたステータ１２とロテータ１３とで構成している。
ステータ１２は、底板として環状に形成した固定側リング板１２ａと、この固定側リング板１２ａの外周縁から垂直に延びる円筒状の外周筒部１２ｂとで構成している。固定側リング板１２ａの外周縁と外周筒部１２ｂの下端とは嵌合により一体に構成している。

このように構成したステータ１２は、車体側の適宜の部材、例えばステアリングコラム内に配置されたコンビネーションブラケットスイッチ（図示省略）に固定される。
なお、ステータ１２の外周筒部１２ｂは、後述するロテータ１３より大径に形成している。

また、ステータ１２の固定側リング板１２ａには、平面視リング状のリテーナ１６が回転自在に載置され、リテーナ１６の上面には、周方向において略等間隔に配置されたローラ１６ａを備えている。
さらに、ステータ１２は、固定側コネクタ１２３を備えている。

前記ロテータ１３は、環状に形成された回転側リング板１３ａと、この回転側リング板１３ａの内周縁から垂直に延びる円筒状の内周筒部１３ｂとで構成している。そしてロテータ１３は、ステアリングホイールとともに一体的に回転するように構成されている。したがって、ロテータ１３は、ステータ１２に対して前記ステアリングホイールの回転軸と同一の軸回りに回転することができる。

回転側リング板１３ａは、ロテータ１３の回転軸方向において前記固定側リング板１２ａに対向するように配置されている。
なお、ロテータ１３の回転軸方向は、上述したステアリングホイールの軸方向（図１，２中の上下方向）と同じ方向である。
また、前記内周筒部１３ｂは、外周筒部１２ｂと半径方向で対向するように配置されている。そして、ロテータ１３は、回転側コネクタ１３３を備えている。

このように構成したステータ１２とロテータ１３とを組み合わせて構成したケーブルハウジング１１の内部には、ステータ１２の固定側リング板１２ａ及び外周筒部１２ｂ、並びにロテータ１３の回転側リング板１３ａ及び内周筒部１３ｂによって、図２に示すように、複数枚を重ね合わせるとともに、巻き回した重合せケーブル１００と、収容する重合せケーブル１００を保持するリテーナ１６とを収容する環状の収容空間Ｓを構成している。

収容空間Ｓに収容する重合せケーブル１００は、収容空間Ｓにおける巻き回し状態において径外側（図４において上側）から径内側（図４において下側）に向かって、ダミーフラットケーブル１０２（以下、「ダミーＦＣ１０２」という）、及び伝送路フラットケーブル１０１（以下、「伝送路ＦＣ１０１」という）を、この順に重ね合わせて構成している。なお、図４は、重合せケーブル１００の構成を容易に理解するため、幅（図４において左右方向）に対する厚みを厚く図示している。

なお、ダミーＦＣ１０２、及び伝送路ＦＣ１０１は同じ幅で構成している。また、ダミーＦＣ１０２は、２枚のラミネートシート１００ａを重ねて貼り合わせて構成し、伝送路ＦＣ１０１は、適宜の幅で構成した銅合金製の薄板平角状の平角導体１００ｂを適宜の間隔を隔てて複数配置し、それら平角導体１００ｂを一体的に表裏両側から絶縁性のラミネートシート１００ａで挟みこんで構成している。

伝送路ＦＣ１０１の構成についてさらに詳述すると、伝送路ＦＣ１０１は、図４における左側から、導電回路を構成する回路導体１１０、２本の伝送路導体１３０ａで構成する伝送路導体組１３０、さらに回路導体１１０をそれぞれ適宜の幅方向（図４における左右方向）の間隔を隔てて配置し、これらを一体的に表裏両側から絶縁性のラミネートシート１００ａで挟みこんで構成している。
つまり、回路導体１１０は、伝送路導体組１３０よりも幅方向外側に配置している。

また、伝送路ＦＣ１０１において、図４のａ部拡大図に示すように、伝送路導体組１３０を構成する２本の伝送路導体１３０ａが対向する幅方向間隔Ｗを、伝送路導体１３０ａの導体幅ｗより幅狭となるように配置している。

このように構成した重合せケーブル１００は、巻き回して収容空間Ｓに収容するとともに、上述の回転側コネクタ１３３と固定側コネクタ１２３とを相互に電気的に接続する。

そして、伝送路導体組１３０を有する伝送路ＦＣ１０１によって回転側コネクタ１３３と接続される固定側コネクタ１２３は、図示省略するステアリングコラム内において車体側の導電回路等から引き出されたケーブル（図示省略）に接続され、回転側コネクタ１３３は、図示省略するステアリングホイール内において、例えば、ホーンスイッチ、エアバッグユニットなどの導電回路から引き出されたケーブル（図示省略）にそれぞれ接続される。

このように、固定側コネクタ１２３によってＭ−ＥＣＵ２２０に接続され、回転側コネクタ１３３によってＳ−ＥＣＵ２１０に接続された伝送路導体組１３０は、２線式差動電圧方式であるＣＡＮ通信を可能に構成している。

詳しくは、伝送路導体組１３０を構成する伝送路導体１３０ａに流れる電圧の差の有無によってデータ送信する方式であるＣＡＮ通信を用いることにより、外部から電磁ノイズが混入した場合でも各線の差電圧は変化しないため、電磁ノイズによる影響が受けにくく、確実な信号データを送信することができる。

なお、上述したように、伝送路導体組１３０を用いてＣＡＮ通信可能な構成としたが、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）通信、又はＦｌｅｘＲａｙ通信を用いてもよい。例えば、エンジン等のパワートレイン系や、ステアリング、ブレーキ、スロットル等の駆動操作系等の制御対象に応じて適した通信方式を採用してもよい。

このように、ＣＡＮ通信に用いられる伝送路導体組１３０を備えた伝送路ＦＣ１０１と、ダミーＦＣ１０２とを重ね合わせて構成した重合せケーブル１００は、重合せケーブル１００の内側端部を内周筒部１３ｂに固定し、外側端部を外周筒部１２ｂに固定するとともに、重合せケーブル１００の内端側を内周筒部１３ｂに一方向に巻き付け、重合せケーブル１００の外端側を内端側の巻き方向が逆になるように外周筒部１２ｂの内側に巻き込み、重合せケーブル１００の中間部をリテーナ１６上に保持するとともに、ローラ１６ａに巻き回してＵ字状に反転させ、ロテータ１３の回転により移動するＵターン部１００ｃを形成して、収容空間Ｓに収容している。

詳しくは、重合せケーブル１００を構成する伝送路ＦＣ１０１の外側端部は、外周筒部１２ｂに固定されるとともに、伝送路ＦＣ１０１の伝送路導体組１３０及び回路導体１１０は固定側コネクタ１２３に接続され、内側端部は、内周筒部１３ｂに固定されるとともに、伝送路ＦＣ１０１の伝送路導体組１３０及び回路導体１１０は回転側コネクタ１３３に接続される。

さらに、重合せケーブル１００の各ケーブル１０１，１０２の中間部に形成し、巻き回し方向を反転させるＵターン部１００ｃ（１０１ｃ，１０２ｃ）を、収容する収容空間Ｓにおいて周方向に等間隔に配置している。

なお、重合せケーブル１００の各ケーブル１０１，１０２においてそれぞれの対向面及びその外側面には、図４において仮想線で示すグリス１０５を塗布し、各ケーブル１０１，１０２同士の密着性を向上している。このようにして、収容空間Ｓに収容した巻き回し状態において、重合せケーブル１００の各ケーブル１０１，１０２が密着し、不用意にばらけて分離することを防止している。

重合せケーブル１００を上述したように構成したため、収容空間Ｓに巻き回して収容した重合せケーブル１００は、図６に示すように、伝送路導体組１３０を有する伝送路ＦＣ１０１の径外側あるいは径内側にダミーＦＣ１０２が配置されることとなる。よって、巻き回し状態において径方向に重ね合わさる伝送路導体組１３０同士の間には、ダミーＦＣ１０２が介在することとなる。
したがって、巻き回し状態において径方向に重ね合わさる伝送路ＦＣ１０１の伝送路導体組１３０同士間隔を、ダミーＦＣ１０２によって適正距離で正確に保持することができる。

このように、巻き回し状態において径方向に重ね合わさる伝送路導体組１３０同士の間隔ダミーＦＣ１０２によって正確に確保するため、巻き回し状態において径方向に重ね合わさる伝送路導体組１３０同士における電磁ノイズによる電気的干渉を防止するとともに、伝送路導体１３０ａにおけるインピーダンスを安定させることができる。よって、確実な電気的信号の伝送が必要であるＳ−ＥＣＵ２１０とＭ−ＥＣＵ２２０との信号伝送を実現することができる。

詳述すると、ステータ１２と、ステータ１２に対して回転可能に取り付けられるロテータ１３とで構成された環状の収容空間Ｓに収容された重合せケーブル１００を、一対の伝送路導体１３０ａを備え、ラミネートシート１００ａで被覆した伝送路ＦＣ１０１と、伝送路ＦＣ１０１の表側に配置され、導体を含まないラミネートシート１００ａ製のダミーＦＣ１０２とを重ね合わせて構成し、重ね合わせた伝送路ＦＣ１０１及びダミーＦＣ１０２を密着させるとともに、密着状態の伝送路ＦＣ１０１及びダミーＦＣ１０２の分離を防止するグリス１０５を備えたことにより、重合せケーブル１００が有する弾発性が損なわれることなく、ロテータ１３を円滑に回転することができる。また、ロテータ１３の回転に伴う重合せケーブル１００の摺動や湾曲による座屈や摩滅によって、電磁ノイズによる電磁両立性が低下することなく、インピーダンスを安定させることができる。

また伝送路ＦＣ１０１と、ダミーＦＣ１０２とを重ね合わせるとともに、密着させているため、巻き回した状態において、伝送路導体組１３０を構成する伝送路導体１３０ａ同士の距離を正確に保つことができる。
詳述すると、インピーダンス（Ｚ）は下記数式１により算出される。
なお、下記数式１において、Ｌｓはインダクタンス、Ｃｓは電気容量を示している。

伝送路ＦＣ１０１とダミーＦＣ１０２とが、ステータ１２に対するロテータ１３の回転に伴う重合せケーブル１００の巻き回し収容状態の変化により、重合せケーブル１００を構成する伝送路ＦＣ１０１とダミーＦＣ１０２とが、分離して離れたり、近づいたりすると、上記数式１におけるＬｓやＣｓがばらつき、インピーダンス（Ｚ）が不安定になる。

しかしながら、ＳＲＣ１０の重合せケーブル１００を構成する伝送路ＦＣ１０１とダミーＦＣ１０２とはグリス１０５によって密着状態が保持され、ステータ１２に対するロテータ１３の回転に伴う重合せケーブル１００の巻き回し収容状態の変化によって、伝送路ＦＣ１０１とダミーＦＣ１０２との分離を防止するため、上記数式１におけるＬｓやＣｓが安定し、インピーダンス（Ｚ）も安定化することができる。

なお、重合せケーブル１００を構成する伝送路ＦＣ１０１とダミーＦＣ１０２とはグリス１０５によって密着しているが、グリス１０５によって粘着性が向上してあたかも一体化しているにすぎず、例えば、巻き回し部分における曲率の内外差によって、余分な負荷が作用することなく、長手方向にすれることができる。したがって、ステータ１２に対するロテータ１３の回転を阻害することなく円滑に回転することができる。

さらに、一対の伝送路導体１３０ａにおける幅方向間隔Ｗを、伝送路導体１３０ａの導体幅ｗに対して同等以下に設定したことにより、ロテータ１３のステータ１２に対する回転に伴って、収容空間Ｓに収容された重合せケーブル１００の巻き回し収容状態が変化する場合であっても、電磁ノイズによる電磁両立性が低下することなく、インピーダンス（Ｚ）を安定させることができる。

したがって、回転コネクタのＥＭＣを安定して高めることができ、ＥＭＣの仕様を安定して満足することにより、回転コネクタを用いて多重高速通信を行うことができる。

また、ロテータ１３を、回転軸に対して両回転方向に回転自在に構成するとともに、収容空間Ｓに、上面にローラ１６ａを備えた環状のリテーナ１６を配置し、重合せケーブル１００の長手方向の一部に、ローラ１６ａによって湾曲して折り返されるＵターン部１００ｃを形成し、重合せケーブル１００をリテーナ１６上に保持する構成により、ロテータ１３の回転に従って重合せケーブル１００に巻き締めと巻き戻しがなされ、ロテータ１３の回転角度や回転数に応じて重合せケーブル１００の巻き回し収容状態に変化が生じた場合であっても、インピーダンス整合を行うべき信号源側と負荷側でインピーダンスを安定化させることができる。

続いて、上述のＳＲＣ１０の効果のうち、一対の伝送路導体１３０ａにおける幅方向間隔Ｗを、伝送路導体１３０ａの導体幅ｗに対して同等以下に設定したことによる電磁ノイズによる電磁両立性が低下することなく、インピーダンス（Ｚ）を安定させることができるという効果について実施した効果確認試験について、以下で説明する。

この効果確認試験では、伝送路導体組１３０を構成する伝送路導体１３０ａの導体幅ｗが０．８ｍｍ，１．６ｍｍである２種類の伝送路ＦＣ１０１で構成する重合せケーブル１００について、伝送路導体１３０ａ同士の幅方向の間隔である幅方向間隔Ｗをパラメータとして、ＳＲＣ１０を回転させたときのインピーダンス（Ｚ）を計測し、導体幅ｗに対する幅方向間隔Ｗの影響を計測した。

なお、本試験では、導体厚みが３５μｍの伝送路導体１３０ａを用い、ＣＡＮ通信の規格に応じて、通信周波数を１ＭＨｚとするとともに、インピーダンス１２０Ωを基準として“−２５Ω”あるいは“＋２０Ω”の範囲を超えるものを不合格とした。

まず、導体幅ｗが０．８ｍｍである伝送路導体１３０ａについて、幅方向間隔Ｗを０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍ及び１．４ｍｍに設定した場合の結果を表１に示す。なお、回転角は、回転方向の中間位置を中心とし、左右方向に回転させた回転角を示し、その回転角におけるインピーダンスを計測している。

表１に示す試験結果から、回転角によっては、導体幅ｗ（０．８ｍｍ）より幅方向間隔Ｗが広い場合（Ｗ＝１．０ｍｍ，１．２ｍｍ，１．４ｍｍ）、上述のＣＡＮ通信の規格の上限値である１２０＋２０（Ω）を超えることを確認した。これに対し、導体幅ｗ（０．８ｍｍ）と幅方向間隔Ｗが同等以下である場合（Ｗ＝０．６ｍｍ，０．８ｍｍ）、全回転角において上記範囲内に収まることを確認した。

次に、導体幅ｗが１．６ｍｍである伝送路導体１３０ａについて、幅方向間隔Ｗを１．０ｍｍ、１．４ｍｍ、１．６ｍｍ、１．８ｍｍ及び２．０ｍｍに設定した場合の結果を表２に示す。

表２に示す試験結果から、導体幅ｗ（１．６ｍｍ）より幅方向間隔Ｗが広い場合（Ｗ＝１．８ｍｍ，２．０ｍｍ）、ほぼ全回転角において、上述のＣＡＮ通信の規格の上限値である１２０＋２０（Ω）を超えることを確認した。これに対し、導体幅ｗ（１．６ｍｍ）と幅方向間隔Ｗが同等以下である場合（Ｗ＝１．０ｍｍ，１．４ｍｍ，１．６ｍｍ）、全回転角において上記範囲内に収まることを確認した。

この効果確認試験の結果から、一対の伝送路導体１３０ａにおける幅方向間隔Ｗを、伝送路導体１３０ａの導体幅ｗに対して同等以下に設定することにより、電磁ノイズによる電磁両立性が低下することなく、インピーダンスを安定化できることを確認した。

なお、厚みが０．０３５ｍｍ（３５μｍ）の平角導体１００ｂを用いているため、一対の伝送路導体１３０ａにおける幅方向間隔Ｗは、平角導体１００ｂの厚みの１０倍である０．３５ｍｍ以上であれば、電磁ノイズによる電磁両立性が低下することなく、インピーダンスを確実に安定化できる。

詳述すると、導体幅ｗに対して平角導体１００ｂの厚みが極めて薄いため、インピーダンスに作用する導体間相互の静電結合による影響は比較的小さいが、近接により静電結合量が増加の影響を多少受けるため、平角導体１００ｂの厚みの１０倍以上の０．３５ｍｍを幅方向間隔Ｗの下限値と設定することで、電磁ノイズによる電磁両立性が低下することなく、インピーダンスをさらに確実に安定化することができる。

また、伝送路導体１３０ａと回路導体１１０との幅方向間隔Ｗも、同様に導体厚みが極めて薄いため、インピーダンスに作用する導体間相互の静電結合による影響は小さいが、影響を完全に排除できる、少なくとも回路導体１１０の導体幅ｗ以上とすることが好ましい。

このように、一対の伝送路導体１３０ａの信号導体における幅方向間隔Ｗを、平角導体１００ｂの導体幅ｗと同等以下、かつ平角導体１００ｂの厚みの１０倍以上に設定し、さらには、伝送路導体１３０ａと回路導体１１０との幅方向間隔を回路導体１１０の導体幅ｗ以上とすることで、インピーダンスをより確実に安定化することができる。

なお、上述の説明では、伝送路ＦＣ１０１の表側にダミーＦＣ１０２を配置して重合せケーブル１００を構成し、収容空間Ｓに巻き回して収容したが、もちろん伝送路ＦＣ１０１の裏側にダミーＦＣ１０２を配置したり、伝送路ＦＣ１０１の表裏の両側にダミーＦＣ１０２を配置して重合せケーブル１００を構成してもよい。
また、伝送路ＦＣ１０１とダミーＦＣ１０２とで重合せケーブル１００を構成したが、伝送路ＦＣ１０１とダミーＦＣ１０２とをこの順で複数重ね合わせて重合せケーブル１００を構成してもよい。

続いて、第２パターンの重合せケーブル１００の構成についての概念図である図７、及び第２パターンの図３のＡ−Ａ断面におけるフラットケーブルについての概念図である図８に示すように、重合せケーブル１００を、伝送路ＦＣ１０１及びダミーＦＣ１０２に加えて、回路導体１１０を有する回路導体フラットケーブル１０３を備え、伝送路ＦＣ１０１と回路導体フラットケーブル１０３との間、及び伝送路ＦＣ１０１における回路導体フラットケーブル１０３を配置した側と反対側に、ダミーＦＣ１０２を配置して構成する。

なお、この第２パターンの重合せケーブル１００の場合も、重合せケーブル１００を構成する伝送路ＦＣ１０１、ダミーＦＣ１０２及び回路導体フラットケーブル１０３において互いに対向する対向面にはグリス１０５を介在させて、密着させている。

このように、伝送路ＦＣ１０１及びダミーＦＣ１０２に加えて回路導体フラットケーブル１０３を配置した重合せケーブル１００であっても、重合せケーブル１００を巻き回して収容空間Ｓに収容した状態において、回路導体１１０を有する回路導体フラットケーブル１０３と伝送路ＦＣ１０１との間に必ず、ダミーＦＣ１０２が介在するため、回路導体フラットケーブル１０３における回路導体１１０の通電によって、電磁ノイズによる電磁両立性が低下することなく、インピーダンスを安定させることができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、この発明の回転コネクタ装置は、ＳＲＣ１０に対応し、
以下同様に、
固定側部材は、ステータ１２に対応し、
回転側部材は、ロテータ１３に対応し、
フラットケーブルは、重合せケーブル１００に対応し、
信号導体は、伝送路導体１３０ａに対応し、
帯状の樹脂は、ラミネートシート１００ａに対応し、
信号フラットケーブルは、伝送路ＦＣ１０１に対応し、
ダミーフラットケーブルは、ダミーＦＣ１０２に対応し、
密着手段は、グリス１０５に対応し、
導体間隔は、幅方向間隔Ｗに対応し、
遊動部材は、リテーナ１６に対応し、
折返し部は、Ｕターン部１００ｃに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、自動車におけるステアリングホイール部分に装着するＳＲＣ１０について説明したが、ロボットアーム等の回転部分を有する機構におけるコネクタ装置として上記構成を用いてもよい。

１０…ＳＲＣ
１２…ステータ
１３…ロテータ
１６…リテーナ
１６ａ…ローラ
１００…重合せケーブル
１００ａ…ラミネートシート
１００ｃ…Ｕターン部
１０１…伝送路ＦＣ
１０２…ダミーＦＣ
１０３…回路導体フラットケーブル
１０５…グリス
回路導体１１０…回路導体
１３０ａ…伝送路導体
Ｓ…収容空間
Ｗ…幅方向間隔
ｗ…導体幅

Claims (4)

1. 固定側部材と、該固定側部材に対して回転可能に取り付けられる回転側部材とを有し、これらで構成された環状の収容空間に、フラットケーブルを収容した回転コネクタ装置であって、
   前記フラットケーブルを、
   一対の信号導体を備え、帯状の樹脂で被覆した信号フラットケーブルと、該信号フラットケーブルの表裏面側の少なくとも一方に配置され、導体を含まない帯状で樹脂製のダミーフラットケーブルとを重ね合わせて構成し、
   重ね合わせた前記信号フラットケーブル及び前記ダミーフラットケーブルを密着させる密着手段を備え、
   前記一対の信号導体における導体間隔を、前記信号導体の導体幅に対して同等以下に設定した
   回転コネクタ装置。
2. 前記一対の信号導体における導体間隔を、前記信号導体の厚みの１０倍以上に設定した請求項１に記載の回転コネクタ装置。
3. 前記回転側部材を、回転軸に対して両回転方向に回転自在に構成するとともに、
   前記収容空間に、上面にローラを備えた環状の遊動部材を配置し、
   前記フラットケーブルの長手方向の一部に、前記ローラによって湾曲して折り返される折返し部を形成し、
   前記フラットケーブルを前記遊動部材上に保持する
   請求項１または２に記載の回転コネクタ装置。
4. 前記フラットケーブルを、
   前記信号フラットケーブル及び前記ダミーフラットケーブルに加えて、回路を構成する回路を構成する回路導体を有する回路導体フラットケーブルを備え、
   前記信号フラットケーブルと前記回路導体フラットケーブルとの間、及び前記信号フラットケーブルにおける前記回路導体フラットケーブルを配置した側と反対側に、前記ダミーフラットケーブルを配置した
   請求項１乃至３のうちいずれかに記載の回転コネクタ装置。

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