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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drehverbinder gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Ein Verbinder dieses Typs ist aus der US-A-5,683,259 bekannt,
die als nähester
Stand der Technik betrachtet wird.
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2. Beschreibung des einschlägigen Standes
der Technik
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Im
Stand der Technik sind Drehverbinder bekannt, die Folgendes aufweisen:
Ein Paar Gehäuseteile,
die konzentrisch angeordnet sind und derart miteinander gekoppelt
sind, dass sie relativ zueinander drehbar sind; ein flexibles Kabel,
das in einem Raum zwischen den Gehäuseteilen derart untergebracht
ist, dass das flexible Kabel darin aufgewickelt und abgewickelt
werden kann; sowie einen oder zwei Anschlussblöcke, der bzw, die mit einem
oder beiden Enden des flexiblen Kabels verbunden sind. Das Ende
des flexiblen Kabels, mit dem der Anschlussblock verbunden ist,
ist an einem der Gehäuseteile an
einer vorbestimmten Stelle angeschlossen und mit der äußeren Umgebung über Leitungsdrähte oder
einen mit dem Anschlussblock verbundenen, externen Verbinder elektrisch
verbunden. Ferner ist das Ende des flexiblen Kabels, mit dem der
Anschlussblock nicht verbunden ist, an einer vorbestimmten Stelle
direkt an einem der Gehäuseteile festgelegt
sowie mit der äußeren Umgebung
elektrisch verbunden. Eines der Gehäuseteile ist beweglich, und
das andere ist unbeweglich.
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Bei
Drehverbindern mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist
das unbewegliche Gehäuseteil
an einer Lenksäule
einer Lenkvorrichtung festgelegt, und das bewegliche Gehäuseteil
ist an einem Lenkrad von dieser festgelegt. Ferner sind beide Enden
des flexiblen Kabels individuell mit elektrischen Kom ponenten verbunden,
die an der Lenksäule
und dem Lenkrad vorgesehen sind. Auf diese Weise werden die Drehverbinder
zum Bilden einer elektrischen Verbindung für Airbag-Systeme, Hupenschaltungen
usw. verwendet.
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Das
flexible Kabel ist dadurch gebildet, dass eine Mehrzahl leitfähiger Drähte parallel
zueinander angeordnet ist und die leitfähigen Drähte sandwichartig zwischen
zwei Isolierschichten angeordnet sind, und es besitzt eine bandartige
Formgebung mit einer vorbestimmten Länge. Weiterhin ist der Anschlussblock
dadurch gebildet, dass eine Vielzahl von Verbindungsstäben, die
aus leitfähigem
Material gebildet sind, mit einem isolierenden Träger verbunden
sind. Die Verbindungsstäbe
sind mit der gleichen Mittenbeabstandung wie die Mittenbeabstandung zwischen
den leitfähigen
Drähten
angeordnet.
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Das
flexible Kabel und der Anschlussblock werden durch folgenden Vorgang
miteinander verbunden. Zuerst wird ein Teil der Isolierschichten
in dem flexiblen Kabel derart entfernt, dass die leitfähigen Drähte an der
verbliebenen Isolierschicht an einem Ende des flexiblen Kabels freiliegen.
Anschließend
werden die freiliegenden leitfähigen
Drähte
unter Verwendung einer Verbindungsvorrichtung, wie z.B. einer Ultraschall-Schweißvorrichtung,
usw., mit den Verbindungsstäben
in dem Anschlussblock verbunden. Wenn eine Ultraschall-Schweißvorrichtung als
Verbindungsvorrichtung verwendet wird, wird eine in der Ultraschall-Schweißvorrichtung
angebrachte Schweißspitze
von oben gegen das flexible Kabel gedrückt, so dass die leitfähigen Drähte und die
Verbindungsstäbe,
die einander gegenüberliegen,
Paar für
Paar miteinander verschweißt
werden.
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Wenn
die Schweißspitze
von oben gegen das flexible Kabel gedrückt wird und ein in der Ultraschall-Schweißvorrichtung
angebrachter Sender aktiviert wird, wird von dem Sender ausgesendete
Ultraschallenergie auf den Andrückbereich
der Schweißspitze
konzentriert. Die Ultraschallenergie wird dann in Wärme umgewandelt,
wodurch ein Teil der Isolierschicht schmilzt und ein leitfähiger Draht sowie
ein Verbindungsstab miteinander verschweißt werden.
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Wie
vorstehend beschrieben worden ist, werden die leitfähigen Drähte in dem
flexiblen Kabel und die Verbindungsstäbe in dem Anschlussblock nicht
gleichzeitig miteinander verschweißt, sondern Paar für Paar verschweißt. Wenn
ein einen leitfähigen
Draht und einen Verbindungsstab beinhaltendes Paar durch Ultraschallschweißen bearbeitet
wird, kommt es zu einem teilweisen Schmelzen der Isolierschicht
an den Schweißbereich
umgebenden Bereichen. Selbst wenn die leitfähigen Drähte und die Verbindungsstäbe vorab
exakt positioniert werden, kommt es somit zu einer Verlagerung zwischen
den leitfähigen
Drähten
und den Verbindungsstäben,
die noch nicht durch Ultraschallschweißen bearbeitet worden sind.
Wenn die leitfähigen
Drähte
und die Verbindungsstäbe
nacheinander unter Ausführen des
Ultraschallschweißens
an einem Paar, dann dem benachbarten Paar usw. verbunden werden,
kommt es zu einer Akkumulation einer teilweisen Verformung des flexiblen
Kabels aufgrund des Schmelzens der Isolierschicht bei jedem Verschweißen eines Paares.
Der größte Betrag
der Verlagerung tritt somit an dem zuletzt verschweißten Paar
auf.
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Bei
einer Verbindungskonstruktion aus einem flexiblen Kabel und einem
Anschlussblock, bei der die zulässige
Verlagerung gering ist, beispielsweise wenn die Breiten der leitfähigen Drähte und
der Verbindungsstäbe
klein sind oder wenn deren Anzahl groß ist, wird es somit schwierig,
angemessene elektrische Verbindungen zwischen den leitfähigen Drähten und
den Verbindungsstäben
herzustellen. Aus diesem Grund kommt es häufig zu Verbindungsausfällen. Zum
Verhindern von Verbindungsausfällen müssen ferner
die Verbindungsbereiche der leitfähigen Drähte und der Verbindungsstäbe mit einer
speziellen Vorrichtung fixiert werden. Dadurch wird die Effizienz
der Verbindung des flexiblen Kabels und des Anschlussblocks vermindert,
und die Kosten für den
Drehverbinder steigen.
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Da
die Anzahl der an einer Lenkvorrichtung angebrachten elektrischen
Komponenten in der letzten Zeit gestiegen ist, besteht ein großer Bedarf,
dass auch die Anzahl der leitfähigen
Drähte
in dem flexiblen Kabel des Drehverbinders erhöht wird, ohne dass die Breite
des flexiblen Kabels zunimmt. Zum Erfüllen dieser Notwendigkeit muss
notwendigerweise die Mittenbeabstandung zwischen den leitfähigen Drähten reduziert
werden. Aus diesem Grund sind die vorstehend beschriebenen Nachteile
zunehmend ernster geworden.
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Die
vorstehend geschilderten Nachteile treten nicht nur in Fällen auf,
in denen eine Ultraschall-Schweißvorrichtung verwendet wird,
sondern auch in Fällen,
in denen andere Schweißvorrichtungen
oder Lötvorrichtungen
verwendet werden, so lange die leitfähigen Drähte und die Verbindungsstäbe Paar
für Paar
verschweißt
werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der vorstehend beschriebenen Situation der herkömmlichen
Technik besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Schaffung
eines Drehverbinders mit einer Verbindungskonstruktion aus einem
flexiblen Kabel und einem Anschlussblock, wobei sich die leitfähigen Drähte und
die Verbindungsstäbe
mit höherer
Genauigkeit in einfacher Weise verbinden lassen.
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Zur
Lösung
der vorstehend geschilderten Probleme beinhaltet ein Drehverbinder
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1.
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Wenn
ein einen leitfähigen
Draht und einen Verbindungsstab beinhaltendes Paar verschweißt wird,
kommt es somit zu einem teilweisen Schmelzen der verbliebenen Isolierschicht.
Da jedoch die Durchgangsöffnungen
in der verbliebenen Isolierschicht an Stellen ausgebildet sind,
die sich nahe den Stellen befinden, an denen die leitfähigen Drähte und
die Verbindungsstäbe
verbunden werden, kann die teilweise Verformung des flexiblen Kabels
aufgrund des Schmelzens der Isolierschicht durch die Durchgangsöffnungen
absorbiert werden. Die Verlagerung zwischen den leitfähigen Drähten und
den Verbindungsstäben,
die noch nicht miteinander verbunden worden sind, läßt sich
somit auf Null bringen oder vermindern. Auf diese Weise können angemessene elektrische
Verbindungen für
alle der leitfähigen Drähte und
der Verbindungsstäbe
hergestellt werden, und Verbindungsausfälle können verhindert werden.
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Die
Anzahl der in der Isolierschicht gebildeten Durchgangsöffnungen
kann unter Berücksichtigung
des Ausmaßes
an Verformung bestimmt werden, das bei dem Verbindungsvorgang auftritt.
Wenn das Ausmaß an
Verformung hoch ist, können
die Durchgangsöffnungen
zwischen allen der leitfähigen Drähte vorgesehen
sein, und wenn das Ausmaß der Verformung
gering ist, können
die Durchgangsöffnungen
nur zwischen einigen der leitfähigen
Drähte vorgesehen
sein. Ferner kann die Größe der in
der Isolierschicht gebildeten Durchgangsöffnungen in Anbetracht des
bei dem Verbindungsvorgang auftretenden Ausmaßes an Verformung innerhalb
eines Bereichs eingestellt werden, in dem die Formgebung und die
Anordnung der leitfähigen
Drähte
nicht beeinträchtigt
werden.
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Die
Durchgangsöffnungen
können
zwischen allen der leitfähigen
Drähte
an der verbliebenen Isolierschicht vorgesehen sein und in einer
Linie angeordnet sein. Alternativ hierzu können die Durchgangsöffnungen
nur zwischen einigen der leitfähigen Drähte an der
verbliebenen Isolierschicht vorgesehen sein.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf einen Drehverbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 eine
Bodenansicht des Drehverbinders gemäß dem Ausführungsbeispiel;
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3 eine
Schnittdarstellung der 1, die entlang der Linie III–III geschnitten
ist;
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4 eine
Perspektivansicht eines Verbindungsteils eines flexiblen Kabels,
eines Anschlussblocks sowie Leitungsdrähten, die bei dem Drehverbinder
gemäß dem Ausführungsbeispiel
vorgesehen sind;
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5 eine
auseinandergezogene Ansicht des in 4 gezeigten
Verbindungsteils;
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6 eine
Schnittdarstellung der 5, die entlang der Linie VI–VI geschnitten
ist;
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7 eine
Schnittdarstellung der 5, die entlang der Linie VII–VII geschnitten
ist;
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8 eine
Schnittdarstellung eines Verbindungsteils des flexiblen Kabels und
des Anschlussblocks; und
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9 eine
schematische Darstellung einer Ultraschall-Schweißvorrichtung.
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BESCHREIBUNG
DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Ein
Drehverbinder sowie eine Verbindungskonstruktion aus einem flexiblen
Kabel und einem Anschlussblock, die gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung bei diesem Verwendung finden, werden
im Folgenden unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
eine Draufsicht auf den Drehverbinder gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, 2 zeigt eine Bodenansicht des
Drehverbinders, und 3 zeigt eine Schnittdarstellung
der 1, die entlang der Linie III–III geschnitten ist. In den
Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein erstes Gehäuseteil,
und das Bezugszeichen 2 bezeichnet ein zweites Gehäuseteil. Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das erste Gehäuseteil 1 beweglich,
und das zweite Gehäuseteil 2 ist
unbeweglich.
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Das
erste Gehäuseteil 1 ist
mit einer kreisförmigen
oberen Platte 4 mit einer zentralen Öffnung 3 sowie mit
einem inneren Zylinder 5 ausgebildet, der sich von dem
Randbereich der zentralen Öffnung 3 nach
unten erstreckt. Der innere Zylinder 5 ist in seinem unteren
Bereich mit einer Mehrzahl von Schlitzen 5a versehen, die
in Axialrichtung der zentralen Öffnung 3 verlaufen.
Ferner sind Klauenbereiche 5b an dem unteren Ende des inneren
Zylinders 5 ausgebildet. Weiterhin ist die obere Platte 4 mit
einem in integraler Weise damit ausgebildeten vorstehenden Bereich 4a versehen,
und eine Abdeckung 6 ist an dem vorstehenden Bereich 4a an
dessen einer Seite angebracht. Ein Anschlussblock 7 ist
im Inneren eines Raumes enthalten und fixiert, der von dem vorstehenden
Bereich 4a und der Abdeckung 6 umgeben ist. Der
Anschlussblock 7 ist mit einer Mehrzahl von Anschlussdrähten 8 verbunden,
von denen jeder aus dem ersten Gehäuseteil 1 heraus geführt ist
und an seinem distalen Ende mit einem externen Verbinder (nicht
gezeigt) verbunden ist.
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Das
zweite Gehäuseteil 2 ist
mit einer Bodenplatte 10 mit kreisförmiger Formgebung und einer zentralen Öffnung 9 sowie
mit einem äußeren Zylinder 11 ausgebildet,
der von dem Randbereich der Bodenplatte 10 nach oben ragt.
Die Bodenplatte 10 und der äußere Zylinder 11 sind
durch Vernieten bzw. Verstemmen unter Wärmeeinwirkung aneinander befestigt
und miteinander verbunden. Weiterhin sind vorstehende Bereiche 10a und 11a in
integraler Weise mit der Bodenplatte 10 bzw. dem äußeren Zylinder 11 ausgebildet,
und ein Anschlussblock 12 ist in den vorstehenden Bereichen 10a und 11a enthalten
und festgelegt. Der Anschlussblock 12 ist mit einer Mehrzahl
von Leitungsdrähten 13 verbunden,
von denen jeder aus dem zweiten Gehäuseteil 2 heraus geführt und
an seinem distalen Ende mit einem externen Verbinder (nicht gezeigt)
verbunden ist.
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Der
Klauenbereich 5b des inneren Zylinders 5 ist in
die zentrale Öffnung 9 der
Bodenplatte 10 eingeschnappt. Der Randbereich der oberen
Platte 4 kann auf dem oberen Endbereich des äußeren Zylinders 11 gleiten,
und der untere Endbereich des inneren Zylinders 5 kann
in der zentralen Öffnung 9 eine Gleitbewegung
ausführen.
Auf diese Weise sind das erste Gehäuseteil 1 und das
zweite Gehäuseteil 2 konzentrisch
angeordnet sowie in einer relativ zueinander drehbaren Weise miteinander
gekoppelt. Ein ringförmiger
Raum ist zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil 1 und 2 gebildet,
und ein flexibles Kabel 14 ist z.B. in herum gewickelter
Weise in dem ringförmigen
Raum aufgewickelt. Wie im Folgenden erläutert wird, ist das eine Ende
des flexiblen Kabels 14 mit dem Anschlussblock 7 verbunden,
der in dem von dem vorstehenden Bereich 4a und der Abdeckung 6 umgebenen
Raum enthalten ist, und das andere Ende desselben ist mit dem Anschlussblock 12 verbunden,
der in den vorstehenden Bereichen 10a und 11a enthalten
ist.
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Das
zweite Gehäuseteil 2 des
Drehverbinders, das in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet
ist, ist an einem stationären
Element, wie z.B. einer Lenksäule,
usw. angebracht. Die Anschlussdrähte 13,
die jeweils aus dem zweiten Gehäuseteil 2 heraus
geführt
sind, sind über
den externen Verbinder (nicht gezeigt) mit einer Schaltung einer
Airbag-Vorrichtung usw. verbunden, die in einem Fahrzeugkörper angeordnet
ist. Ferner ist das erste Gehäuseteil 1 an
einem Lenkrad angebracht, und die Anschlussdrähte 8, die jeweils
von diesem heraus geführt
sind, sind über
den externen Verbinder (nicht gezeigt) mit einer Airbag-Aufblaseinrichtung
usw. verbunden, die in dem Lenkrad angeordnet ist. Bei dem Drehverbinder,
der in dieser Weise an einer Lenkvorrichtung angebracht ist, wird
das flexible Kabel 14 um den inneren Zylinder 5 gewickelt,
wenn das erste Gehäuseteil 1 zusammen
mit dem Lenkrad im Uhrzeigersinn gedreht wird. Wenn das erste Gehäuseteil 1 dagegen
zusammen mit dem Lenkrad im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wird
das flexible Kabel 14 abgewickelt und bewegt sich in Richtung
auf die nach innen weisende Fläche
des äußeren Zylinders 11.
Unabhängig
von der Drehstellung des Lenkrads sind somit die Schaltung der Airbag-Vorrichtung, die
in dem Fahrzeugkörper
angeordnet ist, sowie die Airbag-Aufblaseinrichtung usw., die in
dem Lenkrad angeordnet ist, miteinander verbunden.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 bis 9 wird eine
Verbindungskonstruktion aus einem flexiblen Kabel, einem Anschlussblock
und Anschlussdrähten
im Folgenden unter Beschreibung der Verbindung des flexiblen Kabels 14,
des Anschlussblocks 12 und der Anschlussdrähte 13 als
Beispiel erläutert. 4 zeigt
eine Perspektivansicht des Verbindungsteils des flexiblen Kabels 14,
des Anschlussblocks 12 und der Anschlussdrähte 13,
die bei dem Drehverbinder gemäß dem Ausführungsbeispiel
verwendet werden, und 5 zeigt eine auseinandergezogene
Darstellung des in 4 gezeigten Verbindungsteils. 6 zeigt
eine Schnittdarstellung der 5, die entlang
der Linie VI–VI
geschnitten ist, und 7 zeigt eine Schnittdarstellung
der 5, die entlang der Linie VII- VII geschnitten ist. 8 zeigt
eine Schnittdarstellung des Verbindungsteils des flexiblen Kabels 14 und
des Anschlussblocks 12, und 9 zeigt
eine schematische Darstellung einer Ultraschall-Schweißvorrichtung.
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Wie
in 5 gezeigt ist, ist das flexible Kabel 14 mit
einer bandartigen Formgebung ausgebildet, indem eine Mehrzahl leitfähiger Drähte 16 sandwichartig
zwischen einem Paar Isolierschichten 15 angeordnet ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beinhaltet das flexible Kabel 14 drei leitfähige Drähte 16 für drei Schaltungen.
Wie in den 6 und 7 gezeigt
ist, ist ein Teil von einer der isolierenden Schichten 15 an
einem Ende des flexiblen Kabels 14 entfernt, so dass die
Endbereiche der leitfähigen
Drähte 16 an
der verbliebenen Isolierschicht 15 freiliegen. Die Endbereiche
der leitfähigen
Drähte 16 sind
an der verbliebenen Isolierschicht 15 festgelegt, und ein
die Endbereiche der leitfähigen
Drähte 16 beinhaltender
Teil dient als Kopplungsteil 17. In dem Kopplungsteil 17 ist
die verbliebene Isolierschicht 15 mit Positionieröffnungen 15a und
Durchgangsöffnungen 15b zum
Verhindern einer Verformung an Stellen zwischen den leitfähigen Drähten 16 versehen.
Zusätzlich
dazu ist das flexible Kabel mit Kerben 15c an Stellen in
der Nähe
des Kopplungsteils 17 versehen. Die Anschlussdrähte 13 werden
auch als Rundkabel bezeichnet, und jeder der Anschlussdrähte 13 beinhaltet
einen Isolierschlauch 13a sowie in dem Isolierschlauch 13a enthaltene
Litzendrähte 13b.
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Der
Anschlussblock 13 ist mit einem Harzkörper 18, der isolierend
ist, sowie mit einer Mehrzahl von Verbindungsstäben 19 ausgebildet,
die leitend sind und in dem Harzkörper 18 abgestützt sind.
Entsprechend der Anzahl von leitfähigen Drähten 16, die in dem
flexiblen Kabel 14 vorhanden sind, sind bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
drei Verbindungsstäbe 19 vorgesehen.
Jeder der Verbindungsstäbe 19 ist
aus einem Material mit hoher Leitfähigkeit, wie z.B. Kupfer usw.,
derart ausgebildet, dass er eine im Querschnitt rechteckige Formgebung
aufweist, wobei die Oberflächen
auf beiden Seiten eben sind. Der Harzkörper 18 ist mit einem
ersten Fensterbereich 20, zweiten Fensterbereichen 21 sowie
zwischen dem ersten und den zweiten Fensterbereichen 20 und 21 angeordneten
Vorsprüngen 18a versehen. Jeder
der Verbindungsstäbe 19 liegt
durch den ersten und die zweiten Fensterbereiche 20 und 21 nach außen hin frei.
Der erste Fensterbereich 20 ist als Durchgangsöffnung ausgebildet,
und die zweiten Fensterbereiche 21 sind als Mehrzahl von
Durchgangsöffnungen
ausgebildet, die voneinander getrennt sind. Zusätzlich dazu ist der Harzkörper 18 mit Nuten 18b versehen,
die sich individuell von den zweiten Fensterbereichen 21 in
Richtung auf ein Ende des Harzkörpers 18 erstrecken.
Die Verbindungsstäbe 19 sind
mit der gleichen Mittenbeabstandung wie der Mittenbeabstandung zwischen
den leitfähigen
Drähten 16 angeordnet,
die in dem flexiblen Kabel 14 enthalten sind, und zwei
der drei Verbindungsstäbe 19,
die an den beiden Enden angeordnet sind, sind in integraler Weise
mit Andrückplatten 19a ausgebildet.
Die Andrückplatten 19a stehen
von den Seitenflächen
des Harzkörpers 18 in
einer dazu in etwa rechtwinkligen Richtung vor.
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Zum
Verbinden des flexiblen Kabels 14 und der Anschlussdrähte 13 mit
dem Anschlussblock 12 wird das flexible Kabel 14 zuerst
an dem Anschlussblock 12 derart angeordnet, dass die freiliegenden Oberflächen der
leitfähigen
Drähte 16 den
Verbindungsstäben 19 zugewandt
sind. Dann werden die an dem Harzkörper 18 vorgesehenen
Vorsprünge 18a in
die in dem Kopplungsteil 17 des flexiblen Kabels 14 ausgebildeten
Positionieröffnungen 15a eingeführt. Auf
diese Weise ist das flexible Kabel 14 relativ zu dem Anschlussblock 12 positioniert,
und die leitfähigen
Drähte 16 überlappen
einzeln die ebenen Oberflächen
der Verbindungsstäbe 19 in
dem ersten Fensterbereich 20. Zusätzlich dazu werden die Andrückplatten 19a in
den Kerben 15c angeordnet. Anschließend werden die Andrückplatten 19a nach
innen gebogen, so dass ihre Bodenbereiche in den Kerben 15c festgelegt
sind. Der Endbereich des flexiblen Kabels 14 ist somit
durch die Andrückplatten 19a an
dem Anschlussblock 12 festgelegt, so dass das flexible
Kabel 14 und der Anschlussblock 12 in dem nachfolgenden
Vorgang als ein kombinierter Körper
betrachtet werden können.
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Wie
in 8 gezeigt ist, wird dann eine in der Ultraschall-Schweißvorrichtung
vorgesehene Schweißspitze 33 von
oben gegen das flexible Kabel 14 gedrückt, und drei Paare, von denen
jedes einen der leitfähigen
Drähte 16 und
einen der Verbindungsstäbe 19 beinhaltet,
werden nacheinander durch Ultraschallschweißen bearbeitet.
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Wie
in 9 gezeigt ist, beinhaltet die Ultraschall-Schweißvorrichtung
einen Wandler 31, der ein von einem Sender (nicht gezeigt)
gesendetes elektrisches Signal mit hoher Frequenz in mechanische Schwingung
umwandelt; einen Konzentrator 32, der mit einem Konus 32a und
einem Horn 32b ausgebildet ist; die Schweißspitze 33,
die an dem äußeren Ende
des Horns 32b angebracht ist; einen Schwenkpunkt 34,
der den Konzentrator 32 derart abstützt, dass der Konzentrator 32 in
Schwingung versetzt werden kann; einen Luftzylinder 35,
der den Konzentrator 32 um den Schwenkpunkt in Schwingung
versetzt; sowie eine Auflageeinrichtung 36, die der Schweißspitze 33 gegenüberliegt.
Die leitfähigen Drähte 16 und
die Verbindungsstäbe 19 werden
dabei zwischen der Auflageeinrichtung 36 und der Schweißspitze 33 verschweißt.
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Im
Folgenden wird der Schweißvorgang
beschrieben. Bei voneinander getrennter Auflageeinrichtung 36 und
Schweißspitze 33 werden
zuerst das flexible Kabel 14 und der Anschlussblock 12,
die bereits durch den vorstehend beschriebenen Vorgang kombiniert
sind, auf der Auflageeinrichtung 36 angeordnet. Das flexible
Kabel 14 und der Anschlussblock 12 werden derart
angeordnet, dass das flexible Kabel 14 der Schweißspitze 33 gegenüberliegt
und der Anschlussblock 12 der Auflageeinrichtung 36 gegenüberliegt.
Dann wird der Luftzylinder 35 antriebsmäßig bewegt, um die Schweißspitze 33 in
Richtung auf die Auflageeinrichtung 36 zu bewegen. Die
Schweißspitze 33 wird
an einer der einander gegenüberliegenden Teile
der leitfähigen
Drähte 16 und
der Verbindungsstäbe 19 gegen
das flexible Kabel 14 gedrückt, und zwar an einer Stelle
nahe einer der Durchgangsöffnungen 15b,
die in dem Kopplungsteil 17 zum Verhindern von Verformung
vorgesehen sind. Von der Schweißspitze 33 und
der Auflageeinrichtung 36 wird eine vorbestimmte Drückkraft
auf ein Paar aus einem leitfähigen
Draht 16 und einem Verbindungsstab 19 ausgeübt, die
miteinander verschweißt
werden sollen. Der Sender (nicht gezeigt) wird dann zum Konzentrieren
der von dem Wandler 31 erzeugten Schwingungsenergie (oder
Ultraschallenergie) über den
Konzentrator 32 und die Schweißspitze 33 auf den
Schweißbereich
aktiviert. Das den leitfähigen Draht 16 und
den Verbindungsstab 19 beinhaltende Paar wird somit durch
Ultraschallschweißen
bearbeitet. Die Drückkraft
und die Ultraschallenergie, die auf den Schweißbereich ausgeübt werden,
werden in Wärmeenergie
umgewandelt, und die erzeugte Wärme
wird zum Verschweißen
des den leitfähigen
Draht 16 und den Verbindungsstab 19 beinhaltenden
Paares genutzt, gegen das die Schweißspitze 33 gedrückt wird.
Die übrigen
Paare, von denen jedes einen leitfähigen Draht 16 und
einen Verbindungsstab 19 beinhaltet, werden nacheinander
durch einen ähnlichen
Vorgang verschweißt.
Vor oder nach dem Schweißvorgang
der leitfähigen
Drähte 16 und
der Verbindungsstäbe 19 werden
ferner die Litzendrähte 13b in
den Anschlussdrähten 13 an
die Verbindungsstäbe 19,
die durch die zweiten Fensterbereiche 21 individuell freiliegen,
durch Punktschweißen
oder Ultraschallschweißen
angeschweißt.
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Aufgrund
der bei dem Ultraschall-Schweißvorgang
auftretenden Wärme
kommt es zu einem teilweisen Schmelzen der verbliebenen Isolierschicht 15 an
dem Bereich, gegen den die Schweißspitze 33 gedrückt wird.
Jedoch sind die Durchgangsöffnungen 15b zum
Verhindern einer Verformung an Stellen nahe dem geschmolzenen Bereich
gebildet, und eine Verformung des flexiblen Kabels 14 aufgrund
des Schmelzens der verbliebenen Isolierschicht 15 wird durch
die Durchgangsöffnungen 15b absorbiert.
Eine Verlagerung zwischen den anderen leitfähigen Drähten 16 und den Verbindungsstäben 19 ist
somit verhindert. Auf diese Weise können angemessene elektrische
Verbindungen für
alle der leitfähigen
Drähte 16 und
der Verbindungsstäbe 19 ohne
Verursachung von Verlagerungen zwischen diesen hergestellt werden,
und Verbindungsausfälle
können
verhindert werden. Da ferner spezielle Vorrichtungen oder Vorgänge zum
Fixieren des flexiblen Kabels 14 nicht erforderlich sind,
lässt sich
der Verbindungsvorgang des flexiblen Kabels 14 und des
Anschlussblocks 12 einfacher gestalten, und die Herstellungskosten
für den
Drehverbinder können
reduziert werden.
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Wie
in 4 gezeigt ist, wird nach dem Verbinden des flexiblen
Kabels 14 und der Anschlussdrähte 13 mit dem Anschlussblock 12 der
Anschlussblock 12 in einen Aufnahmehohlraum 22 eingeführt, der
in dem vorstehenden Bereich 11a des äußeren Zylinders 11 ausgebildet
ist. Der Aufnahmehohlraum 22 ist mit einem Führungsvorsprung 22a versehen, und
der Anschlussblock 12 wird derart in den Aufnahmehohlraum 22 eingesetzt,
dass der Führungsvorsprung 22a eine
Nut 18c entlang gleitet, die in dem Harzkörper 18 auf
dessen Rückseite
ausge bildet ist. Auf diese Weise wird der Anschlussblock 12 in
zuverlässiger
Weise in einer vorbestimmten Position im Inneren des Aufnahmehohlraums 22 angeordnet.
Die Bodenfläche
des äußeren Zylinders 11 wird
dann mit der Bodenplatte 10 bedeckt, und die Bodenplatte 10 wird
an dem äußeren Zylinder 11 durch
Vernieten oder Verstemmen unter Wärmeeinwirkung usw. befestigt
und mit diesen verbunden, während
die Anschlussdrähte 13 von
diesem nach außen
heraus geführt
werden. Auf diese Weise ist der Anschlussblock 12 im Inneren
der vorstehenden Bereiche 10a und 11a des zweiten
Gehäuseteils 2 enthalten
sowie darin festgelegt. Obwohl auf ausführliche Beschreibungen hinsichtlich
der Verbindungskonstruktion an dem inneren Ende des flexiblen Kabels 14 verzichtet
worden ist, handelt es sich um nahezu die gleiche wie die vorstehend
beschriebene Verbindungskonstruktion, mit der Ausnahme, dass der
Anschlussblock 7 in dem von dem vorstehenden Bereich 4a und
der Abdeckung 6 umgebenen Raum enthalten ist.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden das flexible
Kabel 14 und der Anschlussblock 12 durch die Andrückplatten 19a miteinander
kombiniert, die von beiden Seiten des Harzkörpers 18 wegstehen.
Der kombinierte Körper
aus dem flexiblen Kabel 14 und dem Anschlussblock 12 lässt sich
somit in einfacher Weise handhaben. Da die Andrückplatten 19a als
Teile der Verbindungsstäbe 19 ausgebildet
sind, können
sie auch zum Bestimmen der Positionen der Verbindungsstäbe 19 bei dem
Vorgang der Bildung des Harzkörpers 18 verwendet
werden. Der Anschlussblock 12 kann somit durch einen relativ
einfachen Vorgang gebildet werden. Ferner sind bei dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel
die Kerben 15b beidseits der isolierenden Schichten 15 des
flexiblen Kabels 14 ausgebildet, und die Andrückplatten 19a sind
darin festgehalten. Eine auf das flexible Kabel 14 und
den Anschlussblock 12 ausgeübte Zugkraft kann somit an
den Eingriffsteilen der Kerben 15c und den Andrückplatten 19a absorbiert
werden. Weiterhin kann ein Bruch der Verbindungsteile der leitfähigen Drähte 16 des
flexiblen Kabels 14 und der Verbindungsstäbe 19 ohne
Verwendung einer Harz-Schutzeinrichtung, die schwierig zu bilden
ist, verhindert werden.
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Obwohl
beide Enden des flexiblen Kabels 14 bei dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel
individuell an Anschlussblöcken
angebracht sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die
Konstruktion kann auch derart sein, dass nur das eine Ende des flexiblen
Kabels 14 mit dem Anschlussblock 12 verbunden
ist. In einem derartigen Fall kann das andere Ende des flexiblen
Kabels 14 mit einem Verbinderanschluss verbunden sein,
der in einem Verbindergehäuse
vorgesehen ist, das in integraler Weise mit einem der Gehäuseteile ausgebildet
ist.
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Obwohl
das flexible Kabel 14 und die Anschlussdrähte 13 bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel mit dem Anschlussblock 12 verbunden
sind, ist die vorliegende Erfindung wiederum nicht darauf beschränkt. Ein
Teil des Anschlussblocks 12 kann auch in Form eines Verbinders
ausgebildet sein, so dass die externen Verbinder direkt mit diesem
verbunden werden können.
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Obwohl
die Durchgangsöffnungen 15b zum Verhindern
von Verformung bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
zwischen allen der einander benachbarten leitfähigen Drähte 16 ausgebildet
sind, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Wenn
die Wärmeverformung
des flexiblen Kabels 14 gering ist, können die Durchgangsöffnungen 15b auch
nur zwischen einigen der leitfähigen
Drähte 16 vorgesehen
sein.
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Obwohl
bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Andrückplatten 19a in
integraler Weise mit den Verbindungsstäben 19 ausgebildet
sind, können
die Andrückplatten 19a auch
separat von den Verbindungsstäben 19 ausgebildet sein.
Zum Beispiel können
Metallelemente aus einem Metall, bei dem es sich um das gleiche
oder ein anderes Metall als das Metall zum Bilden der Verbindungsstäbe 19 handelt,
von dem Harzkörper 18 mit den
Verbindungsstäben 19 derart
abgestützt
werden, dass Teile der Metallelemente von dem Harzkörper 18 nach
außen
ragen. Weiterhin können
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Andrückplatten 19a auch weggelassen
werden.
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Obwohl
bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das flexible
Kabel 14 und der Anschlussblock 12 in exemplarischer
Weise für
drei Schal tungen beschrieben worden sind, bestehen keine Grenzen
hinsichtlich der Anzahl der leitfähigen Drähte 16 in dem flexiblen
Kabel 14 sowie hinsichtlich der Anzahl der Verbindungsstäbe 19 in
dem Anschlussblock 12. Entsprechend den Erfordernissen kann
die vorliegende Erfindung bei einem flexiblen Kabel 14 mit
einer beliebigen Anzahl von leitfähigen Drähten 16 sowie bei
einem Anschlussblock 12 mit einer beliebigen Anzahl von
Verbindungsstäben 19 Anwendung
finden.