DE19800652A1 - Drahtverbindungsstruktur - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine Drahtverbindungsstruktur, bei der ein ummantelter Draht an einen Anschluß plaziert ist und Ultraschallwellenenergie hierbei unter Druck angewandt wird, um einen Ummantelungsabschnitt des Drahts zu schmelzen, damit ein leitender Kontakt zwischen den Kernelementen und einem Anschluß zueinander erzielt wird.

Diese Vorgehensweise ist beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 7-70345 offenbart. Die Fig. 1 zeigt erläuternde Ansichten zum Erläutern dieses Stands der Technik, während die Fig. 1A ein erstes Element 1 und ein zweites Element 2 zeigt. Beide Elemente 1, 2 sind aus einem Material (Plastik bzw. Kunststoff) gebildet, das sich durch Ultraschallschwingung schmelzen läßt. Das erste Element 1 enthält Nutenabschnitte 3, und das zweite Element 2 enthält Vorsprünge 4, die in Eingriff zu den Nutenabschnitten 3 steht.

Die Fig. 1B, 1C zeigen einen Zustand, bei dem ein Anschluß 7 in einem Nutenabschnitt 3 vorgesehen und ein ummantelter Draht hieraufplaziert ist. Bei einer Grundfläche des Nutenabschnitts 3 sind kleine konkave Abschnitte 3a gebildet, und bei einer Oberfläche der Vorsprünge 4 sind kleine Vorsprünge 4a gebildet, die in Eingriff zu den kleinen konkaven Abschnitten 3a stehen.

Gemäß diesem Stand der Technik ist, wie in Fig. 1A, 1B gezeigt, der Anschluß 7 in dem Nutabschnitt 3 enthalten, und der ummantelte Draht 8 wird hierauf plaziert. Anschließend wird das zweite Element 2 an einer Oberfläche des ersten Elements so montiert, daß Vorsprünge 4 in die Nutabschnitte 3 eingeführt werden. Durch Anwenden von Ultraschallschwingungen zwischen dem ersten und zweiten Element 1, 2 unter Druck wird ein zwischen dem Vorsprung 4 und dem Nutabschnitt 3 eingeklemmter Abdeckabschnitt des ummantelten Drahts so geschmolzen, daß die Kernelemente des ummantelten Drahts und der Anschluß 7 in leitenden Kontakt zueinander gelangen. Gleichzeitig sind die ersten und zweiten Elemente 1, 2 durch Verschmelzen einander so angepaßt, daß, wie in Fig. 1D gezeigt, eine integrierte Verbinderstruktur erhalten wird.

Jedoch entweicht nach dem zuvor erläuterten Stand der Technik, wie in Fig. 2 gezeigt, der geschmolzene Abdeckabschnitt 8b in einen Zwischenraum zwischen dem Nutabschnitt 3 und einer Seitenfläche des Vorsprungs 4. In diesem Zeitpunkt läßt sich dann, wenn einige der Kernelemente 8a seitlich zusammen mit dem geschmolzenen Abdeckabschnitt 8b entweichen, ein exzellenter leitender Kontakt zwischen den Kernelementen 8a und dem Anschluß 7 nicht erzielen.

Obgleich als Gegenmaßnahme ein Verfahren unter Eliminierung eines Abstands zwischen dem Nutabschnitt 3 und der Seitenfläche des Vorsprungs 4, wie in Fig. 3 gezeigt, in Betracht gezogen werden kann, wird dann, wenn die Seitenflächen des Nutabschnitts 3 und des Vorsprungs 4 in Kontakt zueinander gelangen, eine Ultraschallwelle nicht exzellent zu einer Zielposition (ummantelter Draht 8 an dem Anschluß 3) übertragen, so daß sein Bearbeitungswirkungsgrad verschlechtert ist. Da ferner der Entweichungsraum für den geschmolzenen Abdeckabschnitt 8b lediglich auf die Längsrichtung des Nutabschnitts 3 begrenzt ist, wird ein Eingriff zwischen dem ersten und zweiten Element 1, 2 unvollständig, so daß eine Gefahr dahingehend besteht, daß sich ein exzellenter leitender Kontakt zwischen den Kernelementen 8a und dem Anschluß 7 nicht erzielen läßt.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Berücksichtigung derartiger Punkte geschaffen.

Demnach besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Drahtverbindungsstruktur, mit der sich ein exzellenter Verbindungszustand zwischen Kernelementen und einem Anschluß ohne einem Abfall eines Bearbeitungswirkungsgrads erzielen läßt.

Zum Lösen der Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine Drahtverbindungsstruktur geschaffen, enthaltend einen Verbindergehäusekörper, einen an dem Verbindergehäusekörper vorgesehenen Anschlußhalteabschnitt, einen Abdeckkörper zum Schließen des Anschlußhalteabschnitts, an dem Anschlußhalteabschnitt angeordnete Anschlüsse, und ummantelte Drähte mit Kernelementen und einem Abdeckabschnitt, derart, daß jeder der ummantelten Drähte bei jeweils einem der Anschlüsse plaziert ist und jeder der ummantelten Drähte durch den Abdeckkörper zu dem Anschluß gepreßt wird, während Ultraschallschwingung so angewandt wird, daß der Abdeckabschnitt geschmolzen wird, wodurch die Kernelemente und der Anschluß in leitenden Kontakt zueinander gelangen, und die Drahtverbindungsstruktur ferner konkave Entlastungsabschnitte enthält, die bei zumindest dem Abdeckkörper oder dem Verbindergehäusekörper zum Ableiten des geschmolzenen Abdeckabschnitts vorgesehen sind.

Gemäß dem ersten Aspekt entweicht der durch die Ultraschallschwingung geschmolzene Abdeckabschnitt positiv in den konkaven Entlastungsabschnitt, und deshalb wird ein exzellenter leitender Kontakt zwischen den Kernelementen und dem Anschluß zueinander erzielt.

Zum Lösen der Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Drahtverbindungsstruktur nach dem ersten Aspekt derart geschaffen, daß der Anschlußhalteabschnitt Nutenabschnitte zum Aufnehmen der Anschlüsse enthält, derart, daß der Abdeckkörper Vorsprünge aufweist, die in Eingriff zu jeweils den Nutabschnitten gelangen und jeder der konkaven Entlastungsabschnitte durch Ausschneiden jedes Vorsprungs gebildet ist.

Gemäß dem zweiten Aspekt werden der Anschluß und der ummantelte Draht miteinander durch Ultraschallschwingung verbunden, während sie durch den Nutabschnitt und den Vorsprung gepreßt werden. Da jedoch jeder der konkaven Entlastungsabschnitte in jedem der Vorsprünge gebildet ist, strömt der über den Vorsprung ausgestoßene geschmolzene Abdeckabschnitt glatt in den konkaven Entlastungsabschnitt.

Deshalb können die Kernelemente und der Anschluß in einen exzellenten leitenden Zustand zueinander gebracht werden, wodurch eine Zuverlässigkeit einer elektrischen Verbindung verbessert ist.

Zum Lösen der Aufgabe ist gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung eine Drahtverbindungsstruktur nach dem zweiten Aspekt so ausgebildet, daß der Nutabschnitt und der Vorsprung in Vielzahl vorgesehen sind und daß der konkave Entlastungsabschnitt in jedem der Vorsprünge so gebildet ist, daß die konkaven Entlastungsabschnitte miteinander in Verbindung stehen.

Gemäß dem dritten Aspekt kommunizieren mehrere konkave Entlastungsabschnitte miteinander und deshalb kann sich der geschmolzene Abdeckabschnitt frei bewegen. Demnach kann selbst dann, wenn eine große Menge des geschmolzenen Abdeckabschnitts an einer Stelle erzeugt wird, dieser durch die Abschnitte absorbiert werden, bei denen eine geringe Menge hiervon erzeugt wird, wodurch eine Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung verbessert ist.

Zum Lösen der Aufgabe wird gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung eine Drahtverbindungsstruktur gemäß dem ersten bis dritten Aspekt so ausgebildet, daß der konkave Entlastungsabschnitt an einer Position gemäß einer Position vorgesehen ist, bei der ein vorderes Ende des ummantelten Drahts zu positionieren ist, derart, daß der ummantelte Draht visuell bestätigt werden kann.

Gemäß dem vierten Aspekt ist es durch visuelles Bestätigen von außen einer Menge des geschmolzenen Kontaktabschnitts, der in den konkaven Entlastungsabschnitt strömt, möglich, zu bestimmen, ob ein Vorderende des ummantelten Drahts geeignet positioniert ist oder nicht.

Demnach ist es möglich, einfach zu bestimmen, ob eine elektrische Verbindung akzeptabel ist oder nicht.

Zum Lösen der Aufgabe wird gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Drahtverbindungsstruktur nach dem vierten Aspekt so ausgebildet, daß ein Element, in dem die konkaven Entlastungsabschnitte gebildet sind, und der Abdeckabschnitt des ummantelten Drahts in unterschiedlichen Farben gefärbt sind, die sich voneinander unterscheiden lassen.

Gemäß dem fünften Aspekt sind die Kernelemente des ummantelten Drahts und das Material des konkaven Entlastungsabschnitts in unterschiedlichen Farben gefärbt, und deshalb läßt sich die Menge des in den konkaven Entlastungsabschnitt strömenden geschmolzenen Abdeckabschnitts visuell einfach bestätigen.

Die obigen und weiteren Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der folgenden detaillierten Beschreibung bei Lektüre im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung; es zeigen:

Fig. 1A 1B, 1C, 1D erläuternde Ansichten eines Stands der Technik, insbesondere Fig. 1A eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines ersten und zweiten Elements, Fig. 1B eine Längsschnittansicht zum Darstellen eines Zustands, bei dem ein ummantelter Draht in einen Nutabschnitt eines ersten Elements aufgenommen ist, Fig. 1C eine Vorderansicht zum Darstellen der gleichen Bedingung und Fig. 1D eine Längsschnittansicht zum Darstellen eines Zustands, bei dem die Verbindung abgeschlossen ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Verbindungsabschnitts zum Beschreiben der Probleme bei dem Stand der Technik;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Verbindungsabschnitts zum Beschreiben der Probleme beim Stand der Technik;

Fig. 4A, 4B eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, insbesondere Fig. 4A eine perspektivische Ansicht zum Darstellen von Strukturen eines Verbindergehäusekörpers und Abdeckkörpers und Fig. 4B eine Querschnittsansicht der Hauptteile der ersten Ausführungsform;

Fig. 5A eine perspektivische Ansicht zum Darstellen der Strukturen des Verbindergehäusekörpers und des Abdeckkörpers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5B eine perspektivische Ansicht des Abdeckkörpers 12B betrachtet von dessen Unterseite; und

Fig. 6A und 6B Querschnittsansichten der Abteile gemäß der zweiten Ausführungsform, insbesondere Fig. 6A ein Diagramm zum Darstellen eines Falls, bei dem ein ummantelter Draht geeignet positioniert ist, und

Fig. 6B ein Diagramm zum Darstellen eines Falls, bei dem der ummantelte Draht nicht geeignet positioniert ist.

Der Inhalt des US-Patents Nr. 5,584,122 sei hier durch Inbezugnahme mit aufgenommen.

Nachfolgend werden detailliert bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Gleiche Elemente sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.

Die Fig. 4A, 4B zeigen erläuternde Ansichten einer Verbindungsstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, insbesondere zeigt Fig. 4A Strukturen eines Verbindergehäusekörpers 10 und eines Abdeckkörpers 12 und Fig. 4B eine Querschnittsansicht eines Verbindungsabschnitts.

Der Verbindergehäusekörper 10 und der Abdeckkörper 12 sind aus Harz gebildet, das sich durch Ultraschallwellen schmelzen läßt. An einem hinteren Endabschnitt des Verbindungsgehäusekörpers ist ein Anschlußhalteabschnitt 11 so gebildet, daß er vorsteht, und mehrere Nutabschnitte 13 sind parallel zueinander an einer Oberfläche des Anschlußhalteabschnitts 11 gebildet. Der Abdeckkörper 12 weist eine Form zum Abschließen des Anschlußhalteabschnitts 11 auf. An einer Unterfläche des Abdeckkörpers 12 sind Vorsprünge 14 gebildet, die in Eingriff zu den Nutenabschnitten 13 gelangen. Bei der Mitte der Vorsprünge 14 in Längsrichtung sind konkave Entlastungsabschnitte 15 zum Ableiten geschmolzener Abdeckabschnitte gebildet, so daß der Vorsprung 14 in einen vorderen Vorsprung 14a und einen hinteren Vorsprung 14b unterteilt ist.

Die konkaven Entlastungsabschnitte 15 sind auf dem gleichen Niveau wie eine Grundfläche 18a eines Konkavabschnitts 18 in der Nähe der Vorsprünge 14 so gebildet, daß sie miteinander über die Konkavabschnitte 18 kommunizieren. In diesem Fall ist die Unterfläche 18a des Konkavabschnitts 18 etwas versetzt gegenüber einer oberen Fläche 11a des Anschlußhalteabschnitts 11 dann positioniert, wenn die Vorsprünge 14 in Eingriff mit den Nutabschnitten 13 gelangen. Das heißt, es besteht ein gesicherter Abstand (nicht gezeigt) zwischen der oberen Fläche 11a des Anschlußhalteabschnitts 11 und der Grundfläche 18a des Konkavabschnitts 18 des Abdeckkörpers 12 dann, wenn eine Ultraschallschwingung einwirkt. Demnach kommunizieren bei Einwirken der Ultraschallschwingung die konkaven Entlastungsabschnitte 15 miteinander oder über den Abstand.

Vorderendabschnitte 19a einer in Breitenrichtung beidseitig verlaufenden Wand 19 des Abdeckkörpers 2 sind so ausgebildet, daß sie durch Ultraschallwellen dann geschmolzen werden, wenn sie gegen den Anschlußhalteabschnitt 11 gepreßt werden. Andere Abschnitte weisen einen Abstand zwischen dem Abdeckkörper 11 und dem Anschlußhalteabschnitt 11 (nicht so wie die Vorderendabschnitte) auf, um einen Kontakt zwischen dem Abdeckkörper 12 und dem Anschlußhalteabschnitt 11 dann zu vermeiden, wenn sie kombiniert sind. Diese Ausbildung wird zum wirksamen Übertragen von Ultraschallwellen lediglich auf einen Zielabschnitt gewählt.

Zum Erzielen einer Verbindungsstruktur zum Verbinden des ummantelten Drahts 8 und des Anschlusses 7 wird ein ummantelter Draht 8 an einem Anschluß 7 in den Nutenabschnitt 13 plaziert, der in dem Anschlußhalteabschnitt 11 des Verbindergehäusekörpers 10 vorgesehen ist. Der Abdeckkörper 12 wird hierauf so montiert, daß die Vorsprünge 14 des Abdeckkörpers 12 in die Nutabschnitte 13 des Anschlußhalteabschnitts 11 eingefügt sind. Unter dieser Bedingung wird der Abdeckkörper 12 durch ein Ultraschallhorn gepreßt, und eine Ultraschallschwingung wird angewandt (Anwenden einer vertikalen Schwingung). Demnach wird Ultraschallwellenenergie bei dem den ummantelten Draht 8 einklemmenden Vorsprung 14 an einer Unterfläche des Nutabschnitts 13 so konzentriert, daß der Abdeckabschnitt 8b des ummantelten Drahts 8 geschmolzen wird und Kernelemente 8a frei liegen. Der geschmolzene Ummantelungsabschnitt 8a wird ausgehend von der Oberseite des Anschlusses 7 durch Pressen des Vorsprung 14 so ausgestoßen, daß die Kernelemente 8a und der Anschluß 7 leitend miteinander kontaktiert sind.

In diesem Zeitpunkt entweicht der durch Ultraschallschwingung geschmolzene Abdeckabschnitt 8b positiv in die konkaven Entlastungsabschnitte 15, die in den Vorsprüngen 14 des Abdeckkörpers 12 vorgesehen sind, als ob er durch die Vorsprünge 14 geschoben würde, so daß die Kernelemente 8a und der Anschluß 7 einen exzellenten leitenden Kontakt zueinander aufweisen. Da die konkaven Entlastungsabschnitte 15 in der Nähe miteinander kommunizieren, kann sich der geschmolzene Abdeckabschnitt frei bewegen. Selbst wenn bei einer Position eine große Menge des geschmolzenen Abdeckabschnitts 8b erzeugt wird, können andere Abschnitte mit einer geringen erzeugten Menge diese absorbieren, so daß die Kernelemente 8a sicher leitend mit irgendeinem der Anschlüsse 7 kontaktiert werden können.

Die Fig. 5 zeigt einen Verbindergehäusekörper 10 und einen Abdeckkörper 12B gemäß einer zweiten Ausführungsform. Gemäß der zweiten Ausführungsform sind bei einem vorderen Endabschnitt des Abdeckkörpers 12B Ausschnittabschnitte 16 gebildet, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden. Die Ausschnittabschnitte 16 sind an einem vorderen Ende der vorderseiteigen Vorsprünge 14 gebildet.

Jeder der Ausschnittabschnitte 16 bildet eine Verbindungsöffnung zum Verbinden der Innenseite des Abdeckkörpers 12 mit der Außenseite hiervon, und zwar zwischen dem Abdeckkörper 12 und einer Vorderabschlußwand 10a des Anschlußhalteabschnitts 11 dann, wenn der Abdeckkörper 12 an dem Anschlußhalteabschnitt 11 montiert ist. Dieser Abschnitt dient auch als Entlastungsabschnitt zum Ableiten des geschmolzenen Abdeckabschnitts. Die Vorderendwand 10a des Anschlußhalteabschnitts 11 wird als Wandabschnitt zum Positionieren dem ummantelten Drahts dann benützt, wenn dieser an dem Anschlußhalteabschnitt 11 angesetzt ist. Der Ausschnittabschnitt 16 wird bei einer Position angeordnet, die das visuelle Bestätigen eines Vorderendes des ummantelten Drahts positioniert relativ zu der Vorderendwand 10a erlaubt. Die anderen Punkte sind identisch zu denjenigen der ersten Ausführungsform.

Wird der Abdeckkörper 12 durch Ultraschallschwingung angepaßt, wie in Fig. 6A gezeigt, so strömt der geschmolzene Abdeckabschnitt 8b in den Ausschnittabschnitt 16 an dem vorderen Ende des Abdeckkörpers 12. In diesem Zeitpunkt ist, wie in Fig. 6A gezeigt, der ummantelte Draht 8 geeignet relativ zu der Vorderendwand 10a des Anschlußhalteabschnitts 11 positioniert. Verbleibt der ummantelte Draht 8 hiernach bei einer geeigneten Position, so ist aufgrund der Tatsache, daß die Länge des in dem Ausschnittabschnitt 16 positionierten ummantelten Drahts 8 lang ist, der Umfang des geschmolzenen Abdeckabschnitts 8b groß, der in den Ausschnittabschnitt 16 eintritt.

Ist andererseits der ummantelte Draht 8 nicht geeignet relativ zu der vorderen Endwand 10a des Anschlußhalteabschnitt 11 positioniert oder zu einer ungünstigen Position bei der Behandlung bewegt, wie in Fig. 6B gezeigt, so ist aufgrund der Tatsache, daß die Länge des in dem Ausschnittabschnitt 16 positionierten ummantelten Drahts kurz ist, die Menge des geschmolzenen Abdeckabschnitts 8b gering, die in den Ausschnittabschnitt 16 eintritt.

Demnach ist es durch visuelles Bestätigen der Menge des Abdeckabschnitts 8b in dem Ausschnittabschnitt 16 möglich, zu bestimmen, ob eine Verbindung geeignet durchgeführt ist oder nicht. In diesem Fall kann durch Einsatz unterschiedlicher Farben für den Abdeckabschnitt 8b des ummantelten Drahts gegenüber der Farbe des Abdeckkörpers 12 einschließlich dem Ausschnittabschnitt 16 und dem Verbindergehäusekörper 10 die Menge des geschmolzenen Ummantelungsabschnitts 8b in dem Ausschnittabschnitt 16 einfach identifiziert werden.

Wird ein ausgleichendes Volumen für den Entlastungsabschnitt durch lediglich den Ausschnittabschnitt 16 gebildet an dem Vorderende gewährleistet, so ist es zulässig, die in der Mitte vorgesehenen konkaven Entlastungsabschnitte 15 wegzulassen.

Obgleich gemäß der zuvor erläuterten ersten und zweiten Ausführungsform die konkaven Entlastungsabschnitte 15 oder die als weiterer Entlastungsabschnitt dienenden Ausschnittabschnitte 16 an dem Abdeckkörper 12 vorgesehen sind, ist es zulässig, die Anschlußhalteabschnitt 11 des Verbindergehäusekörpers 10 hiermit zu versehen.

Während bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf spezifische Begriffe beschrieben wurden, dient eine derartige Beschreibung lediglich illustrativen Zwecken, und es ist zu erkennen, daß Änderungen und Variationen möglich sind, ohne von dem Sinngehalt oder dem Schutzbereich der nachfolgenden Patentansprüche abzuweichen.

Claims (5)

1. Drahtverbindungsstruktur, enthaltend:
einen Verbindergehäusekörper;
einen an dem Verbindergehäusekörper vorgesehenen Anschlußhalteabschnitt;
einen Abdeckkörper zum Schließen des Anschlußhalteabschnitts;
an dem Anschlußhalteabschnitt angeordnete Anschlüsse; und
ummantelte Drähte mit Kernelementen und einem Abdeckabschnitt, derart, daß jeder der ummantelten Drähte bei jeweils einem der Anschlüsse plaziert ist und jeder der ummantelten Drähte durch den Abdeckkörper zu dem Anschluß gepreßt wird, während Ultraschallschwingung so angewandt wird, daß der Abdeckabschnitt geschmolzen wird, wodurch die Kernelemente und der Anschluß in leitenden Kontakt zueinander gelangen, und
die Drahtverbindungsstruktur ferner konkave Entlastungsabschnitte enthält, die bei zumindest dem Abdeckkörper oder dem Verbindergehäusekörper zum Ableiten des geschmolzenen Abdeckabschnitts vorgesehen sind.

2. Drahtverbindungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußhalteabschnitt Nutenabschnitte zum Aufnehmen der Anschlüsse enthält, derart, daß der Abdeckkörper Vorsprünge aufweist, die in Eingriff zu jeweils den Nutabschnitten gelangen, und jeder der konkaven Entlastungsabschnitte durch Ausschneiden jedes Vorsprungs gebildet ist.

3. Drahtverbindungsstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutabschnitt und der Vorsprung in Vielzahl vorgesehen sind und daß der konkave Entlastungsabschnitt in jedem der Vorsprünge so gebildet ist, daß die konkaven Entlastungsabschnitte miteinander in Verbindung stehen.

4. Drahtverbindungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der konkave Entlastungsabschnitt an einer Position gemäß einer Position vorgesehen ist, bei der ein vorderes Ende des ummantelten Drahts zu positionieren ist, derart, daß der ummantelte Draht visuell bestätigt werden kann.

5. Drahtverbindungsstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element, in dem die konkaven Entlastungsabschnitte gebildet sind und der Abdeckabschnitt des ummantelten Drahts in unterschiedlichen Farben gefärbt sind, die sich voneinander unterscheiden lassen.