-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Verbinden eines flexiblen, flachen Kabels
unter Verwendung einer Ultraschall-Schweißmaschine und auf eine Horn-
bzw. Armkonstruktion der Ultraschall-Schweißmaschine.
-
In dem Fall eines Verbindens eines
flexiblen, flachen Kabels, in welchem ein. leitendes bzw. leitfähiges Element,
wie beispielsweise eine Kupferfolie, welche eine Dicke von etwa
35 μm aufweist,
durch eine eine Isolation beschichtende Schicht abgedeckt ist, welche
beispielsweise aus einem PET (Polyethylenterephthalat) hergestellt
ist, mit einem zu verbindenden Glied, wie beispielsweise einer Sammelschiene,
wurde ein Ultraschallschweißen
konventionellerweise angewandt, gemäß welchem das leitende bzw.
leitfähige
Glied durch ein Entfernen bzw. Abziehen einer eine Isolation beschichtenden
Schicht, welche beispielsweise aus dem PET hergestellt ist, über einen
bestimmten Bereich freigelegt wird; das flexible, flache Kabel und
das zu verbindende Glied werden zwischen einen Amboß bzw. ein
Auflager und ein Horn bzw. einen Arm einer Ultraschall-Schweißmaschine
eingeführt,
wobei die freigelegte Oberfläche
des leitenden Element in Kontakt mit der oberen Oberfläche des
zu verbindenden Glieds gehalten ist; eine Ultraschallvibration wird
auf den Arm bzw. das Horn ausgeübt,
während
das flexible, flache Kabel und das zu verbindende Glied gedrückt werden,
wodurch Metallatome, welche das leitende Element und die Sammelschiene
oder dgl. ausbilden, in Kontakt gebracht werden und das leitende
Element und die Sammelschiene oder dgl. durch eine interatomare Anziehung
verbunden werden.
-
In dem Fall, daß das leitende Element, welches
durch ein Entfernen bzw. Abziehen der eine Isolation beschichtenden
Schicht des flexiblen, flachen Kabels über den bestimmten Bereich
freigelegt ist, durch Ultraschall mit der Sammelschiene oder dgl. verbunden
wird, weist das Basismaterial des leitenden Elements eine ziemlich
niedrige Festigkeit bzw. Stärke
auf und die Festigkeit des Basismaterials tendiert dazu, weiter
aufgrund von Beschädigungen
abzunehmen, welche bei einem Verschweißen durch die Ultraschall-Schweißmaschine
bewirkt werden. Es ist daher schwierig, eine ausreichende Festigkeit
für einen
verbindenden bzw. Verbindungsabschnitt des leitenden Elements des
flexiblen, flachen Kabels und der Sammelschiene oder dgl. sicherzustellen.
Es gab ein Problem, daß das
leitende Element des flexiblen, flachen Kabels anfällig für ein Brechen
an dem verbindenden Abschnitt beispielsweise bei der Wirkung einer
Zugkraft auf das flexible, flache Kabel ist.
-
Dementsprechend wird, wie dies beispielsweise
in der japanischen, nicht geprüften
Patentveröffentlichung
Nr. 2000-294332 geoffenbart ist, bei einem Verbinden von flexiblen
Drahtgliedern, welche leitende bzw. leitfähige Muster bilden, während sie zwischen
einem Paar von eine Isolation beschichtenden Schichten bzw. Lagen
(Abdeckfilmen) gehalten sind, eine Seite von jeder eine Isolation
beschichtenden Schicht entfernt, um eine Oberfläche (innere Oberfläche) von
jedem Drahtglied freizulegen, die entfernten Abschnitte werden zwischen
einem Amboß bzw.
Auflager und einem Arm bzw. Horn einer Ultraschall-Schweißmaschine
angeordnet, wobei die freigelegten Oberflächen der Drahtglieder zusammengesetzt
werden und in Kontakt miteinander gehalten werden, und eine Ultraschallvibration
wird von dem Arm bzw. Horn auf leitende bzw. leitfähige Elemente über die
Isolationsfilme übertragen,
während diese
freigelegten bzw. entfernten Abschnitte gedrückt werden, wodurch ein Ultraschallschweißen auf
das leitende Element von einem flexiblen Drahtglied und dasjenige
des anderen flexiblen Drahtglieds ausgeübt wird, um die zwei flexiblen
Drahtglieder mit zu verbinden, wobei die äußeren Oberflächen der
leitenden Elemente durch die eine Isolation beschichtenden Schichten
abgedeckt sind.
-
In dem Fall eines Verbindens der
leitenden Elemente, welche an den freigelegten Abschnitten der flexiblen
Drahtglieder angeordnet sind, durch ein Ultraschallschweißen, wobei
die eine Isolation beschichtenden Schichten an einer Seite gegenüberliegend
von den verbindenden bzw. Verbindungsflächen bzw. -oberflächen wie
oben verbleiben, werden die leitenden Elemente verbunden, wobei
die äußeren Oberflächen des
verbindenden Abschnitts durch die eine Isolation beschichtenden
Schichten abgedeckt sind. Derart kann die Bruchfestigkeit des verbindenden
Abschnitts gegenüber
einer externen Last bzw. Belastung wirksam durch die verstärkende Wirkung
der eine Isolation beschichtenden Schichten verbessert werden. In
dem Fall, daß ein
Ultraschallschweißen
durch ein Übertragen
der Ultraschallvibration auf den Arm bzw. das Horn angewandt wird, wobei
der Arm bzw. das Horn in Kontakt mit der eine Isolation beschichtenden
Schicht (Abdeckfilm) gedrückt
wird, welche die äußeren Oberflächen der
leitenden Elemente abdeckt, wie dies in der obigen Publikation geoffenbart
ist, wird eine Vibrationsenergie zum Zeitpunkt eines Ultraschallschweißens durch
die eine Isolation beschichtende Schicht absorbiert, was es schwierig
macht, ordnungsgemäß ein Ultraschallschweißen auf
die leitenden Elemente anzuwenden. Es bestand daher ein Problem,
daß die
Bruchfestigkeit der leitenden Elemente in dem verbindenden Abschnitt
dazu tendiert zu fehlen.
-
Um das Fehlen bzw. den Mangel der
Bruchfestigkeit zu verhindern, wird ein Ultraschallschweißen vorzugsweise
wie folgt angewandt. Eine Anzahl von Erhebungen 32 in der
Form einer geschnittenen bzw. kegelstumpfförmigen Pyramide ist an einem
bestimmten Intervall an der Bodenoberfläche (Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche,
welche in Kontakt mit einem flexiblen, flachen Kabel zu drücken ist)
eines Horns bzw. Arms 31 einer Ultraschall-Schweißmaschine 30 ausgebildet,
wie dies beispielsweise in 11 und 12 gezeigt ist. Bei einem
Anwenden eines Ultraschallschweißens, wobei das flexible, flache
Kabel 1 und ein zu verschweißendes Glied, wie beispielsweise
eine Sammelschiene 2, zwischen einen Amboß 33 und
den Arm 31 der Ultraschall-Schweißmaschine 30 eingeführt werden,
ist es bevorzugt, daß die
Erhebungen 32 veranlaßt
werden, in eine eine Isolation beschichtende Schicht 5 zu beißen bzw.
zu schneiden, welche die äußere Oberfläche des
flexiblen, flachen Kabels 1 abdeckt, während die eine Isolation beschichtende
Schicht 5 durch eine auf den Arm bzw. das Horn 31 übertragene
Vibrationsenergie geschmolzen wird, wodurch ein leitendes Element 4 des
flexiblen, flachen Kabels 1 durch Ultraschall mit der Sammelschiene 2 oder
dgl. verschweißt
wird, wobei die vorderen Endoberflächen der Erhebungen 32 in
Kontakt mit dem leitenden Element 4 des flexiblen, flachen
Kabels 1 gedrückt
werden.
-
Bei dem obigen Ultraschallschweißen ist
jedoch für
das beschichtende Material, welches zum Zeitpunkt eines Ultraschallschweißens geschmolzen wird,
wahrscheinlich, daß es
die Zwischenräume
zwischen den Erhebungen 32 verstopft, wodurch ein Problem
eines Verbindungsfehlers bewirkt wird. Mit anderen Worten können, wenn
das Beschichtungsmaterial die Abstände bzw. Freiräume zwischen
den Erhebungen 32 verstopft, die vorderen Endoberflächen der
Erhebungen 32 nicht in Kontakt mit dem leitenden Element 4 gedrückt bzw.
gepreßt
werden. Derart nimmt die auf das leitende Element 4 übertragene
Vibrationsenergie ab, woraus resultiert, daß ein ordnungsgemäßes Ultraschallschweißen nicht durchgeführt werden
kann.
-
Unter Berücksichtigung des Obigen ist
es ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen,
daß ein
flexibles, flaches Kabel leicht und ordnungsgemäß mit einem zu verbindenden Glied,
wie beispielsweise einer Sammelschiene, verbunden wird.
-
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung
durch ein Verbindungsverfahren für
ein flexibles, flaches Kabel bzw. ein Verfahren zum Verbinden eines
flachen, flexiblen Kabels gemäß Anspruch
1 und durch eine Horn- bzw. Armkonstruktion einer Ultraschall-Schweißmaschine
gemäß Anspruch
6 gelöst. Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Gemäß der Erfindung wird ein Verbindungsverfahren
für ein
flexibles, flaches Kabel zum Verschweißen eines flexiblen, flachen
Kabels, in welchem ein leitendes bzw. leitfähiges Element, welches beispielsweise
aus einer Kupfertolie hergestellt ist, wenigstens teilweise durch
eine eine Isolation beschichtende Schicht abgedeckt wird, durch
eine Ultraschall-Schweißmaschine
zur Verfügung
gestellt, um das flexible, flache Kabel mit einem zu verbindenden
Glied zu verbinden, umfassend:
einen Freilegungsschritt eines
wenigstens teilweise Entfernens bzw. Abziehens bzw. Abisolierens
bzw. Abstreifens der eine Isolation beschichtenden Schicht, welche
an der Seite einer verbindenden Oberfläche des flexiblen, flachen
Kabels mit dem zu verbindenden Glied angeordnet wird, um wenigstens teilweise
das leitfähige
Element freizulegen,
einen Einführschritt eines wenigstens
teilweisen Einführens
bzw. Einbringens des flexiblen, flachen Kabels und des zu verbindenden
Glieds zwischen einen Arm bzw. ein Horn bzw. Horntrichter bzw. Hornantenne
und einen Amboß der
Ultraschall-Schweißmaschine,
wobei die verbindende Oberfläche
des flexiblen, flachen Kabels im wesentlichen in Kontakt mit dem
zu verbindenden Glied gehalten wird, und
einen Ultraschall-Schweißschritt
eines Übertragens einer
Ultraschallvibration auf den Arm mit einer Vielzahl von länglichen
Vorsprüngen,
welche an einer Druck- bzw. Preß-Kontaktoberfläche des
Arms vorgesehen werden, welche einen geneigten bzw. sich verjüngenden
Querschnitt aufweisen, welche wenigstens teilweise im wesentlichen
in Kontakt mit der eine Isolation beschichtenden Schicht bzw. Isolationsbeschichtungsschicht
des flexiblen, flachen Kabels gedrückt werden, wodurch bewirkt
wird, daß die länglichen
Vorsprünge
wenigstens teilweise in die eine Isolation beschichtende Schicht
beißen,
um das leitende Element mit dem zu verbindenden Glied durch Ultraschall
zu verschweißen.
-
Dementsprechend wird eine Verbindungsstärke bzw.
-festigkeit zwischen einem flexiblen, flachen Kabel und einem zu
verbindenden Glied, wie beispielsweise einer Sammelschiene verbessert,
da eine Vibrationsenergie wirksam auf das leitende bzw. leitfähige Element übertragen
werden kann, während die
vorderen Enden der länglichen
Vorsprünge
in Kontakt mit dem leitenden Element gedrückt werden. Darüber hinaus
kann die Gesamtfestigkeit der Verbindung durch ein wenigstens teilweises
Verbleiben der Isolationsbeschichtung in dem Verbindungsbereich
verbessert werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung werden in dem Ultraschall-Schweißschritt die länglichen
Vorsprünge,
welche an einer Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
des Arms bzw. Horns vorgesehen werden, angeordnet, um sich im wesentlichen
in der Längsrichtung
des flexiblen, flachen Kabels zu erstrecken.
-
Gemäß einer weiters bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung wird ein Verbindungsverfahren für ein flexibles, flaches Kabel
zum Verschweißen eines
flexiblen, flachen Kabels, in welchem ein leitendes Element, welches
beispielsweise aus einer Kupferfolie hergestellt ist, durch eine
eine Isolation beschichtende Schicht abgedeckt ist, durch eine Ultraschall-Schweißmaschine
zur Verfügung
gestellt, um das flexible, flache Kabel mit einem damit zu verbindenden
Glied zu verbinden, umfassend:
einen Freilegungsschritt eines
Entfernens der eine Isolation beschichtenden Schicht, welche an
der Seite einer verbindenden Oberfläche des flexiblen, flachen
Kabels mit dem zu verbindenden Glied angeordnet wird, um das leitfähige Element
freizulegen,
einen Einführschritt
eines Einführens
des flexiblen, flachen Kabels und des zu verbindenden Glieds zwischen
einen Arm bzw. ein Horn und einen Amboß der Ultraschall-Schweißmaschine,
wobei die verbindende Oberfläche
bzw. Fläche
des flexiblen, flachen Kabels in Kontakt mit dem zu verbindenden
Glied gehalten wird, und
einen Ultraschall-Schweißschritt
eines Übertragens einer
Ultraschallvibration auf den Arm mit einer Vielzahl von länglichen
Vorsprüngen,
welche an einer Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
des Arms bzw. Horns vorgesehen werden, welche einen sich verjüngenden
Querschnitt aufweisen und sich in der Längsrichtung des flachen Kabels
erstrecken, welche in Kontakt mit der eine Isolation beschichtenden Schicht
bzw. Isolationsbeschichtungsschicht des flexiblen, flachen Kabels
gedrückt
werden, wodurch bewirkt wird, daß die länglichen Vorsprünge in die
eine Isolation beschichtende Schicht beißen, um das leitende Element
mit dem zu verbindenden Glied durch Ultraschall zu verschweißen.
-
Mit diesem Verfahren kann, selbst
wenn ein Vorgang eines Ultraschallschweißens des leitenden Elements
mit dem zu verbindenden Glied für
ein Verbinden von unterschiedlichen flexiblen, flachen Kabeln mit
unterschiedlichen zu verbindenden Gliedern wiederholt wird, indem
bewirkt wird, daß die
länglichen
Vorsprünge
des Arms bzw. Horns in die eine Isolation beschichtende Beschichtung
des flexiblen, flachen Kabels beißen, eine Vibrationsenergie
wirksam auf das leitende Element übertragen werden, während die
vorderen Enden der länglichen
Vorsprünge
in Kontakt mit dem leitenden Element gedrückt werden, ohne zu einer unerwünschten
Situation zu führen,
worin das beschichtende bzw. Beschichtungsmaterial, welches durch
die Vibrationsenergie zum Zeitpunkt eines Ultraschallschweißens geschmolzen
wird, an der Druck-Kontaktfläche
bzw. -oberfläche
des Arms bzw. Horns anhaftet, um ein Verstopfen zwischen den länglichen
Vorsprüngen
zu bewirken. Daher kann das leitende Element ordnungsgemäß durch
Ultraschall mit dem zu verbindenden Glied verschweißt werden,
wobei die äußere Oberfläche des
leitenden Elements, welches durch die eine Isolation beschichtende
Schicht abgedeckt ist, und das leitende Element und das zu verbindende Glied
sicher verbunden werden können.
-
Vorzugsweise wird in dem Freilegungsschritt die
eine Isolation beschichtende Schicht, welche an einer Seite gegenüberliegend
von der verbindenden bzw. Verbindungsoberfläche des flexiblen, flachen Kabels
angeordnet wird, teilweise entfernt, um das leitende Element 4 in
einem entfernten bzw. abgezogenen Bereich freizulegen, und es wird
in dem Ultraschall-Schweißschritt
die Ultraschallvibration auf den Arm bzw. das Horn übertragen,
wobei die Vielzahl von länglichen
Vorsprüngen
in Kontakt mit einem nicht-entfernten Abschnitt der eine Isolation
beschichtenden Schicht gedrückt
wird, wodurch bewirkt wird, daß die
länglichen
Vorsprünge
in die eine Isolation beschichtende Schicht beißen und die Druck-Kontaktfläche bzw. – oberfläche des
Arms bzw. Horns im wesentlichen in Kontakt mit dem leitenden Element
an dem entfernten Abschnitt der eine Isolation beschichtenden Schicht
gedrückt
wird, um das leitende Element mit dem zu verbindenden Glied durch
Ultraschall zu verschweißen.
-
Mit anderen Worten wird gemäß einer
weiters bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ein Verbindungsverfahren für ein flexibles, flaches Kabel für ein Verschweißen eines
flexiblen, flachen Kabels, in welchem ein leitendes bzw. leitfähiges Element, welches
beispielsweise aus einer Kupferfolie hergestellt wird, durch eine
eine Isolation beschichtende Schicht abgedeckt wird, durch eine
Ultraschall-Schweißmaschine
zur Verfügung
gestellt, um das flexible, flache Kabel mit einem zum verbindenden
Glied zu verbinden, umfassend:
einen Freilegungsschritt eines
Entfernens der eine Isolation beschichtenden Schicht, welche an
der Seite einer verbindenden Oberfläche des flexiblen, flachen
Kabels mit dem zu verbindenden Glied angeordnet wird, um das leitfähige Element
freizulegen, und eines teilweisen Entfernens der eine Isolation
beschichtenden Schicht, welche an einer von der verbindenden Oberfläche gegenüberliegenden Seite des
flexiblen, flachen Kabels angeordnet wird, um das leitende Element
freizulegen,
einen Einführschritt
eines Einführens
des flexiblen, flachen Kabels und des zu verbindenden Glieds zwischen
einen Arm bzw. ein Horn und einen Amboß der Ultraschall-Schweißmaschine,
wobei die verbindende Oberfläche
bzw. Fläche
des flexiblen, flachen Kabels in Kontakt mit dem zu verbindenden
Glied gehalten wird, und
einen Ultraschall-Schweißschritt
eines Übertragens einer
Ultraschallvibration auf den Arm bzw. das Horn mit einer Vielzahl
von länglichen
Vorsprüngen,
welche an einer Preß-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche des
Arms bzw. Horns vorgesehen werden, welche einen sich verjüngenden
Querschnitt aufweisen und sich in der Längsrichtung des flexiblen,
flachen Kabels erstrecken, welche in Kontakt mit einem nicht-entfernten
Abschnitt der eine Isolation beschichtenden Schicht gedrückt werden,
wodurch bewirkt wird, daß die
länglichen
Vorsprünge
in die eine Isolation beschichtende Schicht beißen und die Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
des Arms bzw. Horns in Kontakt mit dem leitenden Element an einem
entfernten Abschnitt der eine Isolation beschichtenden Schicht gedrückt wird,
um das leitende Element mit dem zu verbindenden Glied durch Ultraschall
zu verschweißen.
-
Mit diesem Verfahren kann, selbst
wenn der Vorgang des Ultraschallschweißens des leitenden Elements
mit dem zu verbindenden Glied an dem nicht-entfernten Abschnitt
der eine Isolation beschichtenden Schicht an der Außenseite
des flexiblen, flachen Kabels wiederholt wird, indem die länglichen
Vorsprünge
des Arms bzw. Horns veranlaßt werden,
in die eine Isolation beschichtende Schicht des flexiblen, flachen
Kabels zu beißen
bzw. zu schneiden, eine Vibrationsenergie wirksam auf das leitende
Element übertragen
werden, während
die vorderen Enden der länglichen
Vorsprünge
in Kontakt mit dem leitenden Element gedrückt werden, ohne zu einer unerwünschten
Situation zu führen, worin
das beschichtende Material, welches durch die Vibrationsenergie
zum Zeitpunkt eines Ultraschallschweißens geschmolzen wird, an der
Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
des Arms bzw. Horns anhaftet, um ein Verstopfen zwischen den länglichen Vorsprüngen zu
bewirken. Daher kann das leitfähige Element
ordnungsgemäß durch
Ultraschall mit dem zu verbindenden Glied verschweißt werden,
wobei die äußere Oberfläche des
leitenden Elements, welches durch die eine Isolation beschichtende
Schicht abgedeckt ist, und das leitende Element und das zu verbindende
Glied sicher verbunden werden können. Darüber hinaus
kann das leitende Element stark bzw. fest mit dem zu verbindenden
Glied verbunden werden, indem ein Ultraschallschweißen an dem
entfernten bzw. abgezogenen Abschnitt der eine Isolation beschichtenden
Schicht an der Außenseite
des flexiblen, flachen Kabels durchgeführt wird, wobei die Druck-Kontaktfläche bzw. – oberfläche des
Arms bzw. Horns direkt in Kontakt mit dem leitenden Element gedrückt wird.
-
Weiters bevorzugt sind Schlitze in
den entsprechenden länglichen
Vorsprüngen
ausgebildet, welche an der Druck-Kontaktfläche bzw. -oberfläche des
Arms bzw. Horns vorgesehen werden, um die länglichen Vorsprünge diskontinuierlich
vorzugsweise im wesentlichen entlang der Längsrichtung des flexiblen,
flachen Kabels auszubilden.
-
Am meisten bevorzugt wird in dem
Freilegungsschritt eine Länge
der entfernten, eine Isolation beschichtenden Schicht an der Seite
der Verbindungsoberfläche
geringfügig
größer als
eine Gesamtlänge
des Arms bzw.
-
Horns eingestellt.
-
Gemäß der Erfindung wird weiters
eine Horn- bzw. Trichter- bzw. Hornantennen- bzw. Armkonstruktion
einer Ultraschall-Schweißmaschine,
insbesondere für
eine Verwendung mit einem Schweißverfahren gemäß der Erfindung
oder einer bevorzugten Ausführungsform
davon, für
ein Ultraschallschweißen
eines flexiblen, flachen Kabels zur Verfügung gestellt, in welcher ein
leitendes Element, welches beispielsweise aus einer Kupferfolie
hergestellt ist, wenigstens teilweise durch eine eine Isolation
beschichtende Schicht abgedeckt ist, um das flexible, flache Kabel
mit einem zu verbindenden Glied zu verbinden, worin eine Vielzahl
von länglichen
Vorsprüngen,
welche einen sich verjüngenden
bzw. zugespitzten Querschnitt aufweisen, an einer Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfäche
eines Arms bzw. Horns vorgesehen ist, um im wesentlichen in Kontakt
mit dem flexiblen, flachen Kabel gedrückt zu werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die Vielzahl von länglichen
Vorsprüngen
anordenbar, um sich im wesentlichen in der Längsrichtung des flexiblen,
flachen Kabels zu erstrecken.
-
Mit anderen Worten wird gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weiters eine Armkonstruktion einer Ultraschall-Schweißmaschine für ein Ultraschallschweißen eines
flexiblen, flachen Kabels zur Verfügung gestellt, in welcher ein
leitendes Element, welches beispielsweise aus einer Kupferfolie
hergestellt ist, durch eine eine Isolation beschichtende Schicht
abgedeckt ist, um das flexible, flache Kabel mit einem zu verbindenden
Glied zu verbinden, worin eine Vielzahl von länglichen Vorsprüngen, welche
einen sich verjüngenden
Querschnitt aufweisen und sich in einer Längsrichtung des flexiblen,
flachen Kabels erstrecken, an einer Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
eines Arms bzw. Horns vorgesehen ist, um in Kontakt mit dem flexiblen,
flachen Kabel gedrückt
zu werden.
-
Mit dieser Konstruktion kann, selbst
wenn der Vorgang eines Ultraschallschweißens des leitenden Elements
mit dem zu verbindenden Glied wiederholt wird, indem bewirkt wird,
daß die
länglichen Vorsprünge des
Arms bzw. Horns in die eine Isolation beschichtende Schicht des
flexiblen, flachen Kabels beißen
bzw. schneiden, eine Vibrationsenergie wirksam auf das leitende
Element übertragen
werden, während
die vorderen Enden der länglichen
Vorsprünge
in Kontakt mit dem leitenden Element gedrückt bzw. gepreßt werden,
ohne zu einer unerwünschten
Situation zu führen,
wo das beschichtende Material, welches durch die Vibrationsenergie zum
Zeitpunkt des Ultraschallschweißens
geschmolzen ist, an der Druck-Kontaktfläche bzw. -oberfläche des
Arms bzw. Horns anhaftet, um ein Verstopfen zwischen den länglichen
Vorsprüngen
zu bewirken. Daher kann das leitende Element ordnungsgemäß durch
Ultraschall mit dem zu verbindenden Glied verschweißt werden,
wobei die äußere Oberfläche des leitenden
Glieds durch die eine Isolation beschichtende Schicht abgedeckt
wird, und das leitende Element und das zu verbindende Glied können sicher verbunden
werden.
-
Vorzugsweise sind Schlitze in den
entsprechenden länglichen
Vorsprüngen
ausgebildet, welche an der Druck-Kontaktfläche bzw. -oberfläche des Arms
bzw. Horns vorgesehen sind, um die länglichen Vorsprünge diskontinuierlich vorzugsweise
im wesentlichen entlang der Längsrichtung
des flexiblen, flachen Kabels zu machen.
-
Mit dieser Konstruktion werden bei
einem Ultraschallverschweißen
des leitenden Elements mit dem zu verbindenden Glied, indem bewirkt
wird, daß die
länglichen
Vorsprünge
des Arms bzw. Horns in die eine Isolation beschichtende Schicht
des flexiblen, Kabels beißen,
Vertiefungen bzw. Ausnehmungen entsprechend den länglichen
Vorsprüngen
in einem verbindenden bzw. Verbindungsabschnitt des leitenden Elements
des flexiblen, flachen Kabels und des zu verbindenden Glieds ausgebildet,
und diskontinuierliche Abschnitte bzw. Bereiche, welche die Vertiefungen
diskontinuierlich machen, sind so ausgebildet, um den Schlitzen
zu entsprechen. Derart wird ein Brechen, welches durch eine Zugbeanspruchung
erzeugt wird, welche auf das flexible, flache Kabel wirkt, daran
gehindert, sich entlang der Vertiefungen fortzusetzen, wodurch das
leitende Element des flexiblen, flachen Kabels und das zu verbindende Glieds
stabil verbunden gehalten werden können.
-
Weiters bevorzugt weisen die diskontinuierlichen
länglichen
Vorsprünge
eine Erstreckung oder Länge
zwischen etwa 0,3 mm und etwa 1 mm, bevorzugter zwischen etwa 0,4
mm und 0,7 mm auf.
-
Noch weiter bevorzugt umfaßt die Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
des Arms bzw. Horns, welche im wesentlichen in Kontakt mit dem flexiblen,
flachen Kabel zu drücken
ist, in welchem die eine Isolation beschichtende Schicht einen entfernten
bzw. abgestreiften Abschnitt und einen nicht-entfernten bzw. nicht-abgestreiften Abschnitt aufweist,
einen länglichen
Vorsprungsbereich, wo die Vielzahl von länglichen Vorsprüngen, welche
im wesentlichen in Kontakt mit dem nicht-entfernten Abschnitt der
eine Isolation beschichtenden Schicht zu halten ist, vorgesehen
ist, und einen Erhebungsbereich, wo eine Anzahl von Erhebungen,
welche einen geneigten bzw. sich verjüngenden Querschnitt aufweisen
und im wesentlichen in Kontakt mit einem entfernten Abschnitt der
eine Isolation beschichtenden Schicht zu halten sind, vorgesehen
ist.
-
Mit dieser Konstruktion werden der
entfernte Abschnitt und der nicht-entfernte Abschnitt der eine Isolation
beschichtenden Schicht an der Außenseite des flexiblen, flachen
Kabels vorgesehen. Selbst wenn der Vorgang eines Ultraschallschweißens des leitenden
Elements mit dem zu verbindenden Glied wiederholt wird, indem veranlaßt wird,
daß die
länglichen
Vorsprünge
in den nicht-entfernten Abschnitt einbeißen, d.h. in die eine Isolation
beschichtende Schicht, welche an der Außenseite des flexiblen, flachen
Kabels verbleibt, kann die Vibrationsenergie wirksam auf das leitende
Element übertragen
werden, während
die vorderen Enden der länglichen
Vorsprünge
in Kontakt mit dem leitenden Element gedrückt werden, ohne zu einer unerwünschten
Situation zu führen,
wo das beschichtende Material, welches durch die Vibrationsenergie
zum Zeitpunkt des Ultraschallschweißens geschmolzen wird, an der Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
des Arms bzw. Horns anhaftet, um ein Verstopfen zwischen den länglichen
Vorsprüngen
zu bewirken. Daher kann das leitende Element ordnungsgemäß mit dem
Glied durch Ultraschall verschweißt werden, welches mit der äußeren Oberfläche des
leitenden Elements zu verbinden ist; welches durch die eine Isolation
beschichtende Schicht abgedeckt ist, und das leitende Element und
das zu verbindende Glied können
sicher verbunden werden. Darüber
hinaus kann das leitende Element stark bzw. fest mit dem zu verbindenden Glied
durch ein Durchführen
eines Ultraschallverschweißens
an dem entfernten Abschnitt der eine Isolation beschichtenden Schicht
verbunden werden, wobei die Druck-Kontaktfläche bzw. – oberfläche des Arms bzw. Horns direkt
in Kontakt mit dem leitenden Element gedrückt bzw. gepreßt wird.
-
Noch weiter bevorzugt ist ein vorragender Abstand
der Erhebungen eingestellt, um länger
zu sein als ein vorragender Abstand der länglichen Vorsprünge, vorzugsweise
um einen Abstand entsprechend etwa der Dicke der Isolationsbeschichtung
an dem nicht-entfernten Abschnitt.
-
Am meisten bevorzugt weisen die länglichen Vorsprünge einen
im wesentlichen spitzwinkeligen, gleichschenkeligen, dreieckigen
Querschnitt auf.
-
Diese und andere Ziele, Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Lektüre der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen und aus den beigeschlossenen
Zeichnungen deutlicher ersichtlich werden. Es sollte verstanden
werden, daß, obwohl
Ausführungsformen
getrennt beschrieben werden, einzelne Merkmale davon zu zusätzlichen Ausführungsformen
kombiniert werden können.
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht, welche eine Konstruktion eines flexiblen,
flachen Kabels zeigt,
-
2 ist
ein Diagramm, welches eine Ausführungsform
einer Horn- bzw. Armkonstruktion einer Ultraschall-Schweißmaschine
gemäß der Erfindung zeigt,
-
3 ist
eine Bodenansicht, welche eine spezifische Konstruktion des Arms
bzw. Horns zeigt,
-
4 ist
eine Seitenansicht, welche die spezifische Konstruktion des Arms
bzw. Horns zeigt,
-
5 ist
ein Diagramm, welches einen Zustand zeigt, wo eine Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
des Arms bzw. Horns in Kontakt mit einer eine Isolation beschichtenden
Schicht des flexiblen, flachen Kabels gedrückt wird,
-
6 ist
ein Diagramm, welches einen Zustand zeigt, wo längliche Vorsprünge des
Arms bzw. Horns in die eine Isolation beschichtende Schicht des flexiblen,
flachen Kabels schneiden,
-
7(a) ist
ein Diagramm, welches einen verbindenden bzw. Verbindungsabschnitt
des flexiblen, flachen Kabels und ein zu verbindendes Glied zeigt,
und 7(b) ist ein Graph, welcher einen
Zusammenhang zwischen einer Zeit und einer Bruchfestigkeit an dem
verbindenden Abschnitt zeigt,
-
8(a) ist
ein Diagramm, welches einen verbindenden Abschnitt des flexiblen,
flachen Kabels und des zu verbindenden Glieds zeigt, und 8(b) ist ein Graph, welcher einen Zusammenhang
zwischen der Zeit und der Bruchfestigkeit an dem verbindenden Abschnitt
zeigt,
-
9 ist
ein Diagramm, welches eine andere Ausführungsform der Armkonstruktion
gemäß der Erfindung
zeigt,
-
10 ist
eine Bodenansicht, welche eine spezifische Konstruktion des Arms
bzw. Horns von 9 zeigt,
-
11 ist
ein Diagramm, welches eine Armkonstruktion gemäß dem Stand der Technik einer
Ultraschall-Schweißmaschine
zeigt, und
-
12 ist
eine Bodenansicht, welche eine spezifische Konstruktion des Arms
bzw. Horns gemäß dem Stand
der Technik zeigt.
-
1 zeigt
eine spezifische Konstruktion eines flexiblen, flachen Kabels 1,
und 2 bis 4 zeigen eine wesentliche
Konstruktion einer Ultraschall- Schweißmaschine 3,
welche für
ein Verbinden des flexiblen, flachen Kabels 1 mit einem
zu verbindenden Glied, wie beispielsweise einer Sammelschiene 2 verwendet
wird. Das flexible, flache Kabel 1 ist, wie in 1 gezeigt, derart konstruiert,
daß ein leitendes
bzw. leitfähiges
Element 4, welches aus einer Kupferfolie hergestellt ist,
welche eine Dicke von etwa 35 μm
aufweist, durch eine eine Isolation beschichtende Schicht bzw. Lage
bzw. Isolationsschicht 5 abgedeckt ist, welche beispielsweise
aus einem PET (Polyethylenterephthalat) hergestellt ist.
-
Wie in 2 gezeigt,
ist die Ultraschall-Schweißmaschine 3 mit
einem Amboß bzw. Auflager 6,
auf welchem ein zu verschweißendes Glied,
wie beispielsweise die Sammelschiene 2 angeordnet wird,
und mit einem Arm bzw. Horn bzw. Hornantenne bzw. Trichterantenne 7 versehen,
um zu bewirken, daß das
leitende Element 4 des flexiblen, flachen Kabels 1 in
Kontakt mit der Sammelschiene 2 gedrückt bzw. gepreßt wird.
Sich verjüngende
oder zusammenlaufende Erhebungen 8, welche einen (vorzugsweise
im wesentlichen rechtwinkeligen) gleichschenkeligen, dreieckigen
Querschnitt aufweisen, sind an der oberen Oberfläche (Oberfläche, welche zu der Sammelschiene 2 und/oder
dem flexiblen, flachen Kabel 1 gerichtet ist) des Ambosses 6 ausgebildet,
und die Sammelschiene 2 wird an diesen Erhebungen 8 angeordnet
oder kann an diesen angeordnet werden.
-
Darüber hinaus ist eine Vielzahl
von (beispielsweise drei) länglichen
Vorsprüngen 9,
welche unter einem Winkel zwischen etwa –5° bis etwa 45°, vorzugsweise zwischen etwa –20° bis etwa
20° in Bezug
auf die Längsrichtung
des flexiblen, flachen Kabels 1 angeordnet sind, welche
sich am bevorzugtesten im wesentlichen in der Längsrichtung des flexiblen,
flachen Kabels 1 erstrecken und einen (vorzugsweise im
wesentlichen spitzwinkeligen) gleichschenkeligen dreieckigen Querschnitt
aufweisen, an einer Druck-Kontaktfläche bzw. -oberfläche (Bodenoberfläche) des
Horns bzw. Arms 7 vorgesehen, um im wesentlichen in Kontakt
mit der oberen Oberfläche
des flexiblen, flachen Kabels 1 gedrückt zu werden, wie dies in 3 und 4 gezeigt ist. Die Spitze der länglichen
Vorsprünge 9 ist
vorzugsweise abgeschnitten, d.h. weist eine Oberfläche auf,
welche im wesentlichen parallel zu der Oberfläche der eine Isolation beschichtenden
Schicht 5 oder zu derjenigen des flexiblen, flachen Kabels 1 verläuft. Mit
anderen Worten weisen die länglichen
Vorsprünge
eine trapezartige Querschnittsform auf. Bevorzugt ist ein Abstand
von weniger als etwa 5 % an dem distalen Ende des länglichen
Vorsprungs 9 abgeschnitten. Die Spitze der länglichen
Vorsprünge 9 kann
geringfügig
abgerundet sein, vorausgesetzt, daß sie in die eine Isolation beschichtende
Schicht 5 während
des Schweißprozesses
schneidet oder darin vorragen kann, wie dies nachfolgend beschrieben
wird. Eine Anzahl von im wesentlichen V-förmigen Schlitzen 10,
welche zu dem vorderen Ende des länglichen Vorsprungs 9 aufgeweitet
sind, ist an einem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren)
Abstand bzw. Intervall in jedem dieser länglichen Vorsprünge 9 ausgebildet. Die
entsprechenden länglichen
Vorsprünge 9 sind
im wesentlichen diskontinuierlich an einer Vielzahl von Positionen
durch diese Schlitze 10 gemacht. Indem die Schlitze 10 zur
Verfügung
gestellt werden, werden die länglichen
Vorsprünge 9 unterbrochen,
so daß sie
die Greifkraft des Arms bzw. Horns 7 erhöhen bzw.
verstärken.
-
Um das flexible, flache Kabel 1 mit
dem zu verbindenden Glied, d.h. der Sammelschiene 2, unter
Verwendung der derart konstruierten Ultraschall-Schweißmaschine 3 zu verbinden,
wird ein Abschnitt bzw. Bereich der eine Isolation beschichtenden
Schicht 5, welche an einer verbindenden bzw. Verbindungsoberfläche des
flexiblen, flachen Kabels 1 angeordnet ist, zuerst über einen
bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Bereich abgezogen
bzw. abgestreift bzw. abisoliert oder entfernt, um das leitende
Element 4 freizulegen, wie dies in 2 in einem ersten Schritt (Freilegungsschritt)
gezeigt ist. Die Länge
des freigelegten Querschnitts des leitenden Elements 4,
d.h. die Länge
der abgezogenen bzw. entfernten, eine Isolation beschichtenden Schicht 5 ist
geringfügig
größer als
eine Gesamtlänge
L des Arms bzw. Horns 7 eingestellt. Vorzugsweise wird
die Isolationsbeschichtung 5 nur an einer Kontaktoberfläche des
leitenden Elements 4 abgezogen, welches mit der Sammelschiene 2 zu
verbinden ist, während
die Isolationsbeschichtung 5, welche an einer Oberfläche im wesentlichen
gegenüberliegend zu
der Kontaktoberfläche
vorgesehen ist, vorzugsweise wenigstens teilweise an dem leitenden
Element 4 zurückgelassen
wird (d.h. nicht abgezogen bzw. entfernt wird).
-
Nachfolgend werden in einem zweiten Schritt
(Einführschritt)
das flexible, flache Kabel 1 und die Sammelschiene 2 wenigstens
teilweise zwischen den Arm bzw. das Horn 7 und den Amboß 6 der
Ultraschall-Schweißmaschine 3 eingeführt, wobei
das leitende Element 4, welches an der verbindenden bzw.
Verbindungsoberfläche
des flexiblen, flachen Kabels 1 positioniert ist, im wesentlichen
in Kontakt mit der oberen Oberfläche
der Sammelschiene 2 gehalten wird, und dann wird der Arm
bzw. das Horn 7 abgesenkt, um die Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
(Bodenoberfläche)
davon im wesentlichen in Kontakt mit der eine Isolation beschichtenden Schicht
bzw. Lage 5 des flexiblen, flachen Kabels 1 zu
bringen.
-
In einem dritten Schritt (Ultraschall-Schweißschritt)
wird eine Ultraschallvibration oder -welle auf den Arm bzw. das
Horn 7 von einem nicht illustrierten Oszillator übertragen,
und nachdem eine Vielzahl von länglichen
Vorsprüngen 9,
welche an der Druck-Kontaktfläche
bzw. -oberfläche
des Arms bzw. Horns 7 vorgesehen sind, veranlaßt werden,
in die eine Isolation beschichtende Schicht 5 zu beißen oder
geringfügig
zu schneiden, wie dies in 6 gezeigt
ist, wird diese Ultraschallvibration weiter auf das leitende Element 4 übertragen,
wobei die vorderen Endoberflächen
der länglichen
Vorsprünge 9 im
wesentlichen in Kontakt – mit
der oberen Oberfläche
des leitenden Elements 4 gedrückt werden. Daraus resultierend
wird ein verbindender bzw. Verbindungsabschnitt ausgebildet, wo
das leitende Element 4 des flexiblen, flachen Kabels 1 mit
der Sammelschiene 2 durch Ultraschall verschweißt wird
oder werden kann.
-
Nachdem die eine Isolation beschichtende Schicht 5,
welche an der verbindenden Oberfläche des flexiblen, flachen
Kabels 1 angeordnet ist, welches mit dem zu verbindenden
Glied, wie beispielsweise der Sammelschiene 2 zu verbinden
ist, abgezogen oder abgetrennt oder entfernt ist, um das leitende
Element 4, wie oben, freizulegen, werden das leitende Element 4 und
die Sammelschiene 2 wenigstens teilweise zwischen den Arm
bzw. das Horn 7 und den Amboß 6 der Ultraschall-Schweißmaschine 3 eingeführt, wobei
die verbindende bzw. Verbindungsoberfläche des flexiblen, flachen
Kabels 1 im wesentlichen in Kontakt mit der Sammelschiene 2 gehalten
wird, und eine Vielzahl von länglichen
Vorsprüngen 9,
welche an der Druck-Kontaktfläche
bzw. -oberfläche
des Arms bzw. Horns 7 vorgesehen sind, welche einen sich
verjüngenden
oder zugespitzten Querschnitt aufweisen und sich vorzugsweise im
wesentlichen in der Längsrichtung
des flexiblen, flachen Kabels 1 erstrecken, wird veranlaßt, in die
eine Isolation beschichtende Schicht 5 zu beißen oder
zu schneiden, indem die Ultraschallvibration auf den Arm bzw. das
Horn 7 übertragen
wird, während
er im wesentlichen in Kontakt mit der eine Isolation beschichtenden
Schicht 5 des flexiblen, flachen Kabels 1 gedrückt wird,
wodurch die vorderen Endoberflächen
der länglichen
Vorsprünge 9 im
wesentlichen in Kontakt mit dem leitenden Element 4 gedrückt werden,
um durch Ultraschall das leitende Element 4 mit dem zum
verbindenden Glied zu verschweißen.
Derart kann das flexible, flache Kabel 1 leicht und ordnungsgemäß mit dem
zu verbindendem Glied, wie beispielsweise der Sammelschiene 2,
verbunden werden.
-
Spezifisch ist eine Vielzahl von
länglichen Vorsprüngen 9,
welche einen sich verjüngenden
oder zugespitzten Querschnitt aufweisen und sich im wesentlichen
in der Längsrichtung
des flexiblen, flachen Kabels 1 erstrecken, an der Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
des Arms bzw. Horns 7 vorgesehen, und ein Ultraschallschweißen wird
durch ein Übertragen
der Ultraschallvibration oder -wellen von dem nicht illustrierten
Oszillator auf den Arm bzw. das Horn 7 angewandt, wobei
die länglichen
Vorsprünge 9 im
wesentlichen in Kontakt mit der eine Isolation beschichtenden Schicht 5 des
flexiblen, flachen Kabels 1 gedrückt wird, d.h. der eine Isolation
beschichtenden Schicht 5, welche die obere Oberfläche des leitenden
Elements 4 abdeckt. Derart kann diese eine Isolation beschichtende
Schicht 5 geschmolzen werden und die länglichen Vorsprünge 9 können wirksam veranlaßt werden,
in die eine Isolation beschichtende Schicht 5 durch eine
Vibrationsenergie zu beißen oder
wenigstens teilweise einzutreten, welche auf die eine Isolation
beschichtende Schicht 5 von dem Arm bzw. Horn 7 zum
Zeitpunkt eines Ultraschallschweißens übertragen wird, und das leitende
Element 4 kann durch Ultraschall mit dem zum verbindenden Glied 2 verschweißt werden,
wobei die vorderen Endoberflächen
der länglichen
Vorsprünge 9 im
wesentlichen in Kontakt mit dem leitenden Element 4 gedrückt werden.
Derart kann das leitende Element 4 stark mit der Sammelschiene 2 verbunden
werden, ohne irgendein Problem zu bewirken, wie beispielsweise ein
Fehlen einer Verbindungsfestigkeit bzw. -stärke des leitenden Elements 4 mit
der Sammelschiene 2, welche aus der Absorption der Ultraschallvibration
resultiert, welche auf den Arm bzw. das Horn 7 durch die
eine Isolation beschichtende Schicht 5 übertragen wird.
-
Da das leitende Element 4 mit
der Sammelschiene 2 verbunden wird, wobei die äußere Oberfläche des
leitenden Elements 4 durch die eine Isolation beschichtende
Schicht 5 abgedeckt ist, kann die Bruchfestigkeit des verbindenden
bzw. Verbindungsabschnitts 11 gegenüber einer externen Last bzw. Belastung,
um auf das flexible, flache Kabel 1 zu wirken, wirksam
durch die Verstärkungswirkung
der eine Isolation beschichtenden Schicht 5 verbessert werden.
Mit anderen Worten wird, da die eine Isolation beschichtende Schicht 5 an
dem leitenden Element 4 an einer Seite im wesentlichen
gegenüberliegend
zu derjenigen Seite verbleiben kann, wo das leitende Element 4 mit
der Sammelschiene 2 zu verbinden ist, die Gesamtfestigkeit
verbessert werden. Es besteht daher ein Vorteil eines wirksamen
Verhinderns eines Auftretens eines Bruchs des leitenden Elements 4,
welches mit der Sammelschiene 2 verbunden ist, beispielsweise
bei der Einwirkung einer externen Belastung auf das flexible, flache
Kabel 1.
-
Das obige Ultraschallschweißen wird
durch ein Bereitstellen einer Vielzahl von länglichen Vorsprüngen 9,
welche einen sich verjüngenden
oder zugespitzten – Querschnitt
aufweisen und sich im wesentlichen in der Längsrichtung des flexiblen,
flachen Kabels 1 an der Druck-Kontaktfläche bzw. -oberfläche des
Arms bzw. Horns 7 erstrecken, um im wesentlichen in Kontakt
mit dem verbindenden Abschnitt des flexiblen, flachen Kabels 1 gedrückt zu werden,
und durch ein Drücken
bzw. Pressen der länglichen
Vorsprünge 9 im
wesentlichen in Kontakt mit der eine Isolation beschichtenden Schicht 5 des flexiblen,
flachen Kabels 1 angewandt, wie dies oben beschrieben ist.
Derart kann, selbst wenn dieser Schweißvorgang wiederholt wird, ein
Auftreten einer unerwünschten
Situation, wo das Beschichtungsmaterial, welches durch die Vibrationsenergie
zum Zeitpunkt des Ultraschallschweißens geschmolzen wird, an der
Druck-Kontaktfläche
bzw. -oberfläche
des Arms bzw. Horns 7 anhaftet, um ein Verstopfen zwischen
den länglichen
Vorsprüngen 9 zu
bewirken, wirksam unterdrückt
werden.
-
Spezifisch ist in dem Fall, daß eine Vielzahl von
Erhebungen 32 im wesentlichen einer Form eines Pyramidenstumpfs
an der Druck-Kontaktfläche bzw. – oberfläche des
Arms bzw. Horns 7 wie in dem Stand der Technik vorgesehen
ist, welche in 11 gezeigt
ist, wahrscheinlich, daß das
geschmolzene Beschichtungsmaterial die geringen bzw. kleinen Spalten
bzw. Freiräume
zwischen den jeweiligen Erhebungen 32 bei einem Anwenden
eines Ultraschallschweißens
verstopft, während
der Arm bzw. das Horn 7 in Kontakt mit der eine Isolation
beschichtenden Schicht 5 des flexiblen, flachen Kabels 1 gedrückt wird.
Wenn der obige Ultraschallschweißvorgang wiederholt wird, ist
ein Verbindungsfehler, welcher aus einer Unfähigkeit resultiert, zu bewirken, daß die Erhebungen 32 in
die eine Isolation beschichtende Schicht 5 beißen, unvermeidbar.
Im Gegensatz dazu kann in dem Fall eines Bereitstellens einer Vielzahl
von länglichen
Vorsprüngen 9,
welche einen sich verjüngenden
oder zugespitzten Querschnitt aufweisen und sich im wesentlichen
in der Längsrichtung
des flexiblen, flachen Kabels 1 an der Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
des Arms bzw. Horns 7 erstrecken, die Vibrationsenergie
wirksam bzw. effizient auf das leitende Element 4 übertragen werden,
während
die vorderen Enden der länglichen Vorsprünge 9 sicher
im wesentlichen in Kontakt mit dem leitenden Element 4 gedrückt bzw.
gepreßt
werden, ohne daß das
geschmolzene Beschichtungsmaterial im wesentlichen an der Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
des Arms bzw. Horns 7 anhaftet, um die schmalen – Freiräume zu verstopfen.
Derart kann das leitende Element 4 ordnungsgemäß durch
Ultraschall mit der Sammelschiene 2 verschweißt werden.
-
In dem Fall, daß die länglichen Vorsprünge 9 diskontinuierlich
an den bestimmten Intervallen entlang der Längsrichtung des flexiblen,
flachen Kabels 1 ausgebildet sind, indem eine Anzahl von
(einem oder mehreren) Schlitzen) 10 in den länglichen
Vorsprüngen 9 ausgebildet
wird, welche an der Druck-Kontaktfläche bzw. -oberfläche des
Arms bzw. Horns 7 wie in dieser Ausführungsform ausgebildet sind,
besteht ein Vorteil eines wirksamen Verhinderns, daß der verbindende
bzw. Verbindungsabschnitt 11 des leitenden Elements 4 und
die Sammelschiene 2 gebrochen werden, indem eine ausreichende
Bruchfestigkeit des leitenden Elements 4 gegenüber einer
externen Belastung sichergestellt wird, um auf das flexible, flache
Kabel 1 zu wirken.
-
Beispielsweise ist in dem Fall, daß die länglichen
Vorsprünge 9 im
wesentlichen auf der gesamten Druck-Kontaktfläche bzw. -oberfläche des
Arms bzw. Horns 7 ausgebildet sind, welche eingestellt
ist, daß sie
die Gesamtlänge
L von 5,3 mm aufweisen, und die Schlitze 10, welche die
länglichen
Vorsprünge 9 diskontinuierlich
machen, in einem Abstand bzw. Intervall von etwa 0,5 mm ausgebildet
sind, eine Anzahl von diskontinuierlichen bzw. unterbrochenen Abschnitten
bzw. Bereichen 13a, welche Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 12 herstellen,
welche in dem verbindenden Abschnitt 11 des leitenden Elements 4 des
flexiblen, flachen Kabels 1 und der Sammelschiene 2 diskontinuierlich
ausgebildet sind, in einem Abstand von etwa 0,5 mm ausgebildet,
wie dies in 7 gezeigt
ist.
-
Derart kann ein Brechen α, welches
durch eine externe Last bewirkt wird, welche auf das flexible, flache
Kabel 1 wirkt, daran gehindert werden, entlang der Vertiefungen 12a fortzuschreiten.
Daher zeigt eine Bruchfestigkeit (N) des verbindenden Abschnitts 11 gegenüber der
externen Belastung einen großen
Peak bzw. eine große
Spitze an einer ursprünglichen
bzw. Ausgangsstufe des Bruchs, welcher durch die externe Belastung
bewirkt wird, welche auf den Verbindungsabschnitt 11 des
leitenden Elements 4 des flexiblen, flachen Kabels 1 und
die Sammelschiene 2 wirkt, und nimmt dann ab, wenn das
Brechen fortschreitet (d.h. an einer bzw. den späteren Stufe(n) eines Brechens)
wie dies in 7(b) gezeigt ist. Daher
können
das leitende Element 4 des flexiblen, flachen Kabels 1 und
die Sammelschiene 2 in vorteilhafter Weise stabil verbunden
gehalten werden. Mit anderen Worten kann durch ein Versehen der
länglichen
Vorsprünge 9,
welche an einem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Abstand
unterbrochen sind, in vorteilhafter Weise erzielt werden, daß das geschweißte flexible,
Kabel eher entlang einer im wesentlichen geraden oder wenig stufenartigen
Linie bricht, wodurch die absolute Festigkeit bzw. Stärke oder
die Kraft ansteigt, welche für
ein Durchführen
des Brechens erforderlich ist.
-
Vorzugsweise weisen die länglichen
Vorsprünge 9 eine
Länge a
an der Basis davon von etwa 0,5 mm und eine Breite b an der Basis
von etwa 0,14 mm auf. Noch bevorzugter liegt das Verhältnis b/a der
Länge b
zu der Breite a in dem Bereich von etwa 2 bis etwa 5, noch bevorzugter
von etwa 2,5 bis etwa 4. Die Länge
c der Schlitze 10 liegt zwischen etwa 0,1 mm und etwa 0,2
mm. Bevorzugter liegt das Verhältnis
c/a der Länge
c der Schlitze 10 zu der Länge a der länglichen Vorsprünge 9 zwischen
etwa 0,1 und etwa 2. Die Länge
d der Spitze oder des distalen Abschnitts des länglichen Vorsprungs 9 liegt
zwischen etwa 0,3 und etwa 0,4. Bevorzugter liegt das Verhältnis d/a
der Länge
d des Spitzenabschnitts zu der Länge
a an dem Basisabschnitt des länglichen
Vorsprungs 9 zwischen etwa 0,5 und etwa 0,9.
-
Andererseits ist in dem Fall, daß die V-förmigen Schlitze 10,
um die länglichen
Vorsprünge 9,
welche an der Druck-Kontaktfläche
bzw. -oberfläche
des Arms bzw. Horns 7 ausgebildet sind, mit einem Abstand
von etwa 1,3 mm diskontinuierlich herzustellen, um jede Vertiefung 12b,
welche in dem verbindenden Abschnitt 11 ausgebildet ist,
an zwei diskontinuierlichen Abschnitten 13b diskontinuierlich
zu machen, wie dies in 8(a) gezeigt
ist, für
ein Brechen ß,
welches durch eine externe Belastung bzw. Last bewirkt wird, welche
auf das flexible, flache Kabel 1 wirkt, wahrscheinlich,
daß es
entlang der Vertiefungen 12b fortschreitet, und eine Bruchfestigkeit
(N) des verbindenden Abschnitts 11 gegenüber der
Zugbelastung tendiert dazu abzunehmen, wie dies in 8(b) gezeigt
ist, wenn das Brechen β fortschreitet.
Dementsprechend ist, selbst bei der Einwirkung einer relativ geringen
Zugbelastung, für
das Brechen β wahrscheinlich,
daß es über die
gesamte Länge des
verbindenden Abschnitts 11 fortschreitet. Es ist daher
schwierig, das leitende Element 4 des flexiblen, flachen
Kabels 1 und die Sammelschiene 2 stabil verbunden
zu halten.
-
Insbesondere in dem Fall, in welchem
die länglichen
Vorsprünge 9 im
wesentlichen über
die gesamte Länge
des Arms bzw. Horns 7 ohne die Schlitze 10 vorgesehen
sind, ist es, sobald ein Bruch bzw. Brechen an einem Seitenende
des verbindenden Abschnitts 11 durch eine Zugbelastung
erzeugt wird, welche auf das flexible, flache Kabel 1 wirkt,
unvermeidbar, daß dieses
Brechen über
die gesamte Länge
des verbindenden Abschnitts 11 auf einmal fortschreitet.
Dementsprechend ist es wünschenswert, die
länglichen
Vorsprünge 9 diskontinuierlich
an dem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Interval
entlang der Längsrichtung
des flexiblen, flachen Kabels 1 durch ein Ausbilden einer
Anzahl von Schlitzen 10 in den entsprechenden länglichen
Vorsprüngen 9 zu
machen, welche an der Druck-Kontaktfläche bzw. -oberfläche des
Arms bzw. Horns 7 wie in dieser Ausführungsform ausgebildet sind.
-
In dieser Ausführungsform werden das flexible,
flache Kabel 1 und das zu verbindende Glied, d.h. die Sammelschiene 2,
ohne ein Entfernen bzw. Abziehen der eine Isolation beschichtenden
Schicht 5 verbunden, welche an der Seite (Außenseite)
gegenüberliegend
zu der verbindenden bzw. Verbindungsoberfläche des flexiblen, flachen
Kabels 1 mit der Sammelschiene 2 angeordnet ist,
d.h., wobei die eine Isolation beschichtende Schicht 5 vollständig an der äußeren bzw.
-
Außenseite verbleibt. Es kann
jedoch, wie in 9 gezeigt,
die eine Isolation beschichtende Schicht 5, welche an der
gegenüberliegenden
Seite (Außenseite)
der verbindenden Oberfläche
angeordnet ist, teilweise abgezogen bzw. entfernt werden, um das
leitende Element 4 in einem abgezogenen Abschnitt 5b freizulegen,
während
er nicht-entfernt in einem nicht-entfernten Abschnitt 5a zusätzlich zu
der eine Isolation beschichtenden Schicht 5 verbleibt, welche
an der Seite (Innenseite) der verbindenden Oberfläche des
flexiblen, flachen Kabels 1 verbleibt, und das flexible,
flache Kabel 1 (welches vorzugsweise im wesentlichen vollständig abgezogen
oder entfernt ist) und die Sammelschiene 2 können zwischen den
Amboß 6 und
den Arm bzw. das Horn 7 der Ultraschall-Schweißmaschine 3 eingebracht
werden, um das leitende Element 4 mit der Sammelschiene 2 durch
Ultraschall zu verschweißen,
wobei das leitende Element 4 an der verbindenden Oberfläche des flexiblen,
flachen Kabels 1 angeordnet ist, welches in Kontakt mit
der Sammelschiene 2 gehalten ist.
-
Mit der obigen Anordnung kann ein
Ultraschallschweißen
durchgeführt
werden, wobei die Druck-Kontaktfläche bzw. -oberfläche des
Arms bzw. Horns 7 direkt in Kontakt mit dem leitenden Element 4 in
dem abgezogenen bzw. entfernten Abschnitt 5b der eine Isolation
beschichtenden Schicht 5 gedrückt wird, welche an der Außenseite
des flexiblen, flachen Kabels 1 vorgesehen ist, wodurch
wirksamer die Ultraschallvibrationsenergie auf das leitende Element 4 übertragen
wird. Derart können
metallische Atome, welche das leitende Element 4 und die
Sammelschiene 2 ausbilden, wirksam bzw. effektiv in Kontakt
gebracht werden, um das leitende Element 4 und die Sammelschiene 2 zu
verbinden, und es kann eine ausreichende Bruchfestigkeit für den verbindenden Abschnitt 11 des
leitenden Elements 4 und der Sammelschiene 2 durch
die Verstärkungswirkung
des nicht-entfernten Abschnitts 5a der eine Isolation beschichtenden
Schicht 5 sichergestellt werden, welche an der Außenseite
des flexiblen, Kabels 1 verbleibt.
-
Darüber hinaus können, wie
dies in 9 und 10 gezeigt ist, in der Ultraschall-Schweißmaschine 3,
welche für
das obige Ultraschallschweißen
verwendet wird, ein länglicher
Vorsprungsbereich, wo eine Vielzahl von länglichen Vorsprüngen 9,
welche sich im wesentlichen in der Längsrichtung des flexiblen,
flachen Kabels 1 erstrecken, und ein Erhebungsbereich ausgebildet
sein, wo eine Anzahl von Erhebungen bzw. Fortsätzen 14 in der Form
eines sich verjüngenden Pyramidenstumpfes
an der Druck-Kontaktfläche
bzw. -oberfläche
(Bodenoberfläche)
des Horns 7 definiert sein kann, um in Kontakt mit dem
flexiblen, flachen Kabel 1 gedrückt zu werden, und ein Ultraschallschweißen kann
durch ein Halten der länglichen
Vorsprünge 9 in
Kontakt mit einem nicht-entfernten Abschnitt 5a der eine
Isolation beschichtenden Schicht 5 an der Außenseite
des flexiblen, flachen Kabels 1 angewandt werden, während die
Erhebungen 14 in Kontakt mit dem leitenden Element 4 gehalten
werden, welches an einem abgezogenen bzw. entfernten Abschnitt 5b der
eine Isolation beschichtenden Schicht 5 angeordnet sind.
Ein vorragender Abstand der Erhebungen 14 ist eingestellt,
um länger
als ein vorragender Abstand der länglichen Vorsprünge 9 um
einen Abstand entsprechend etwa der Dicke der Isolationsbeschichtung 5 an
dem nicht-entfernten Abschnitt 5a zu sein.
-
Mit der obigen Konstruktion kann,
selbst wenn der Ultraschallschweißvorgang an dem nicht-entfernten
Abschnitt 5a der eine Isolation beschichtenden Schicht 5 wiederholt
wird, das leitende Element 4 ordnungsgemäß mit der
Sammelschiene 2 verbunden werden, wobei der verbindende
Abschnitt 11 des flexiblen, flachen Kabels 1 und
der Sammelschiene 2 wirksam durch die eine Isolation beschichtende
Schicht 5 verstärkt
werden, während
wirksam ein Auftreten des Anhaften des beschichtenden Materials,
welches durch die Vibrationsenergie zum Zeitpunkt eines Ultraschallschweißens geschmolzen wird,
an der Druck-Kontaktfläche
bzw. – oberfläche des
Arms bzw. Horns 7 verhindert wird, um das Verstopfen zu
bewirken. Darüber
hinaus kann das leitende Element 4 stark bzw. fest mit
der Sammelschiene 2 durch ein direktes Pressen bzw. Drücken der
Erhebungen 14 in Kontakt mit dem leitenden Element 4 an dem
entfernten Abschnitt 5b der eine Isolation beschichtenden
Schicht 5 verschweißt
werden. Es besteht daher ein Vorteil eines wirksamen Verbesserns der
Verbindungsfestigkeit bzw. -stärke
des leitenden Elements 4 mit der Sammelschiene 2.
-
In den vorangehenden Ausführungsformen wird
das leitende Element 4 des flexiblen, flachen Kabels 1 mit
der Sammelschiene 2 verbunden. Das zu verbindende Glied
ist jedoch nicht auf die Sammelschiene 2 beschränkt. Die
vorliegende Erfindung ist auch auf Verfahren zum Verbinden des leitenden
Elements 4 mit verschiedenen bekannten Gliedern, welche
zu verbinden sind, und die Horn- bzw. Armkonstruktion der Ultraschall-Schweißmaschine 3 anwendbar.
Beispielsweise kann ein Paar von leitenden Elementen 4 freigelegt
werden, indem eine Isolation beschichtenden Schichten bzw. Lagen 5 entfernt bzw.
abgezogen werden, welche an den verbindenden bzw. Verbindungsoberflächen eines
Paars von flexiblen, flachen Kabeln 1 angeordnet sind,
um durch Ultraschall miteinander durch die Ultraschall-Schweißmaschine 3 verschweißt werden.
-
Darüber hinaus sollte verstanden
werden, daß die
Erfindung auf eine große
Vielzahl von flachen Kabeln anwendbar ist, wie beispielsweise flache
Kabel, welche eine Vielzahl von Leitern oder Drähten umfassen, welche im wesentlichen
nebeneinander angeordnet sind, abgeschirmte, flache Kabeln, nicht-abgeschirmte,
flache Kabel, flache Kabel, welche Leiter mit unterschiedlichen
Querschnitten aufweisen, wie beispielsweise dickere und dünnere Drähte, etc.
-
Wie oben beschrieben werden, nachdem
die eine Isolation beschichtende Schicht, welche an der Seite der
verbindenden Oberfläche
des flexiblen, flachen Kabels 1 mit dem zum verbindenden
Glied 2, wie beispielsweise der Sammelschiene 2 angeordnet ist,
wenigstens teilweise entfernt bzw. abgezogen ist, um das leitende
Element 4 freizulegen, das flexible, flache Kabel 1 und
das zu verbindende Glied 2 . zwischen den Arm bzw. das
Horn 7 und den Amboß 6 der
Ultraschall-Schweißmaschine 3 eingeführt bzw. eingesetzt,
wobei die verbindende Oberfläche
des flexiblen, flachen Kabels 1 im wesentlichen in Kontakt mit
dem zum verbindenden Glied 2 gehalten ist. Dann wird die
Ultraschallvibration auf den Arm 7 mit einer Vielzahl von
länglichen
Vorsprüngen 9 übertragen,
welche an der Druck-Kontaktfläche bzw.
-oberfläche
des Arms bzw. Horns 7 vorgesehen sind, welche einen sich
verjüngenden
oder zugespitzten Querschnitt aufweisen und sich im wesentlichen
in der Längsrichtung
des flexiblen, flachen Kabels 1 erstrecken, welches im
wesentlichen in Kontakt mit der eine Isolation beschichtenden Schicht 5 des
flexiblen, flachen Kabels 1 gedrückt wird, und die länglichen
Vorsprünge 9 werden
veranlaßt,
wenigstens teilweise in die eine Isolation beschichtende Schicht 5 zu
beißen,
wodurch die vorderen Endoberflächen der
länglichen
Vorsprünge 9 in
Kontakt mit dem leitenden Element 4 gedrückt werden,
um durch Ultraschall das leitende Element 4 mit dem zu
verbindenden Glied 2 zu verschweißen. Derart kann, selbst wenn
der Vorgang eines Ultraschallschweißens des leitenden Elements
mit dem zu verbindenden Glied durchgeführt wird, indem veranlaßt wird,
daß die länglichen
Vorsprünge 9 des
Arms bzw. Horns 7 in die eine Isolation beschichtende Schicht 5 des
flexiblen, flachen Kabels 1 beißen, die Vibrationsenergie wirksam
auf das leitende Element 4 übertragen werden, während die
vorderen Enden der länglichen
Vorsprünge 9 im
wesentlichen in Kontakt mit dem leitenden Element 4 gedrückt werden,
ohne zu einer unerwünschten
Situation zu führen,
wo das Beschichtungsmaterial, welches durch die Vibrationsenergie zum
Zeitpunkt eines Ultraschallschweißens geschmolzen wird, an der
Druck-Kontaktfläche
bzw. – oberfläche des
Arms bzw. Horns 7 anhaftet, um das Verstopfen zu bewirken.
Es besteht daher ein Vorteil eines leichten und ordnungsgemäßen Verbindens des
leitenden Elements 4 mit dem zu verbindenden Glied 2,
wobei die äußere Oberfläche des
leitenden Elements 4 wenigstens teilweise durch die eine
Isolation beschichtende Schicht 5 abgedeckt ist.
-
Dementsprechend beinhaltet, um es
einem flexiblen, flachen Kabel zu ermöglichen, leicht und ordnungsgemäß mit einem
zu verbindenden Glied, wie – beispielsweise
einer Sammelschiene verbunden zu werden, ein Verbindungsverfahren
für ein
flexibles, flaches Kabel bzw. ein Verfahren zum Verbinden bzw. Anschließen eines
flexiblen, flachen Kabels eines Freilegungsschritt eines Abziehens
bzw. Entfernens einer eine Isolation beschichtenden Schicht bzw.
Lage 5, welche an der Seite einer verbindenden bzw. Verbindungsoberfläche eines
flexiblen, flachen Kabels 1 angeordnet ist, welches mit
einem zu verbindenden Glied (Sammelschiene 2) zu verbinden ist,
um wenigstens teilweise ein leitendes bzw. leitfähiges Element 4 freizulegen,
einen Einführschritt
eines wenigstens teilweisen Einführens
bzw. Einsetzens des flexiblen, flachen Kabels 1 und des
zu verbindenden Glieds zwischen ein Horn bzw. einen Arm 7 und
einen Amboß 6 einer
Ultraschall-Schweißmaschine 3,
und einen Ultraschall-Schweißschritt
eines Übertragens
einer Ultraschallvibration auf den Arm bzw. das Horn 7,
wobei eine Vielzahl von länglichen Vorsprüngen 9,
welche einen sich verjüngenden
oder zugespitzten Querschnitt aufweisen, in Kontakt mit der eine
Isolation beschichtenden Schicht 5 des flexiblen, flachen
Kabels 1 eingedrückt
wird, wodurch bewirkt wird, daß die
länglichen
Vorsprünge 9 in
die eine Isolation beschichtende Schicht 5 einbeißen oder
in diese gedrückt
werden, um durch Ultraschall das leitende Element 4 mit
dem zum verbindenden Glied zu verschweißen.
-
- 1
- flexibles,
flaches Kabel
- 2
- Sammelschiene
(zu verbindendes Glied)
- 3
- Ultraschall-Schweißmaschine
- 4
- leitendes
bzw. leitfähiges
Element
- 5
- eine
Isolation beschichtende Lage bzw. Schicht
- 6
- Amboß bzw. Auflager
- 7
- Horn
bzw. Arm
- 9
- länglicher
Vorsprung
- 10
- Schlitz
- 14
- Erhebung