DE19882022B4

DE19882022B4 - Verwendung eines Drehverbinders in einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE19882022B4
Application number: DE19882022T
Authority: DE
Inventors: Takuya Nishimoto; Hajime Watanabe; Michihiro Shimada; Masahiro Hasegawa
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2018-11-28
Also published as: US6688898B2; US20020019169A1; DE19882022T1; WO1999029004A1

Abstract

Verwendung eines Drehverbinders in einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung, wobei der Drehverbinder umfasst:
einen Innenzylinder (2) und einen Außenzylinder (3), die relativ verdrehbar konzentrisch miteinander kombiniert sind; und
ein Flachkabel (1), das spiralig in einem zwischen dem Innenzylinder (2) und dem Außenzylinder (3) gebildeten Ringraum (20) aufgenommen ist;
wobei ein Innenende des Flachkabels (1) mit dem Innenzylinder (2) verbunden ist, während ein Außenende des Flachkabels (1) mit dem Außenzylinder (3) verbunden ist; und
wobei das Flachkabel (1) aus einer Mehrzahl parallel angeordneter flächiger Leiter (10) und einer auf den flächigen Leitern angeordneten Isolierbeschichtung (11) zusammengesetzt ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Isolierbeschichtung (11) mit einem thermoplastischen Harz direkt auf den flächigen Leiter (10) extrudiert ist; und
axial entgegengesetzte Innenoberflächen des Ringraums (20) berührende, in Bezug auf die Breite des Flachkabels (1) entgegengesetzte Enden des Flachkabels (1) im Schnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft die Verwendung eines Drehverbinders in einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug zum elektrischen Verbinden einer Innenzylinderseite (Lenkwellenseite) und einer Außenzylinderseite (Säulenseite), die miteinander kombiniert sind, um die Relativdrehung in einem im Wesentlichen konzentrischen Zustand zu gestatten, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein Drehverbinder dieser Art ist aus einem Innenzylinder und einem Außenzylinder zusammengesetzt, die miteinander kombiniert sind, um die Relativdrehung in einem im wesentlichen konzentrischen Zustand zu gestatten, sowie einem Flachkabel, das spiralig in einem durch den Innenzylinder und den Außenzylinder gebildeten Ringraum aufgenommen ist und das an seinem Innenende mit dem Innenzylinder verbunden ist, während es an seinem Außenende mit dem Außenzylinder verbunden ist.
Wenn bei einem solchen Drehverbinder der Innenzylinder gedreht wird, um das spiralig aufgerollte Flachkabel zu entrollen, beispielsweise in einem Zustand, in dem der Außenzylinder fest positioniert ist, macht das Flachkabel infolge der Aufweitung eines Wickeldurchmessers des Flachkabels die vorgespannte Bewegung zum Außenzylinder hin, oder alternativ, wenn der Innenzylinder in der Rückwärtsrichtung gedreht wird, macht das Flachkabel infolge der Minderung des Wickeldurchmessers die vorgespannte Bewegung zum Innenzylinder hin. Somit sind der Innenzylinder und der Außenzylinder relativ zueinander drehbar, innerhalb des Bereichs von der maximal zum Innenzylinder hin vorgespannten Position des Flachkabels zu der maximal zum Außenzylinder hin vorgespannten Position des Flachkabels.
Wie in 11 gezeigt, wurde ein bisher in einem Drehverbinder dieser Art verwendetes Flachkabel 1a gebildet durch Beschichten von parallel angeordneten blattförmigen flächigen Leitern 10a mit einer aus einer Polyethylenterephthalatfolie bestehenden Isolierfolie 11a durch eine Harzkleberschicht 11b, wie beispielsweise einem gesättigten Polyestercopolymer.
Das Flachkabel 1a wird kontinuierlich hergestellt, wie beispielsweise in 12 gezeigt, mit den Schritten des Zuführens der Isolierfolien 11a, 11a, die jeweils an der Innenseite die Harzkleberschicht 11b aufweisen, mittels Ausgaberollen 51, 51, während die blattartigen flächigen Leiter 10a im Zustand paralleler Anordnung mittels einer Spule 50 zugeführt werden, und dann des thermischen Verbindens der Isolierfolien 11a, 11b mit den flächigen Leitern 10a unter Druck mittels erwärmter Maschinenwalzen 5, 5, wobei das hergestellte Flachkabel 1a anschließend um eine Aufnahmetrommel 52 herum gewickelt wird.
Das um die Aufnahmetrommel 52 herumgewickelte Flachkabel 1a wird auf eine vorbestimmte Länge geschnitten und wird dann in das oben beschriebene Gehäuse in dem Drehverbinder eingesetzt.
Aufgrund der Verwendung des oben beschriebenen Flachkabels 1a hat der herkömmliche Drehverbinder die Nachteile, daß die Harzkleberschicht 11b aus der Schnittendfläche des Flachkabels 1a insbesondere in der Hochtemperaturumgebung herausgepreßt wird, wodurch die Drehung des Innenzylinders relativ zum Außenzylinder verhindert wird (im schlimmsten Fall tritt eine Drehmomenterhöhung auf, die eine Drehung unmöglich macht), und ferner tritt ein Weich werden der Harzkleberschicht 11b auf, was die Haltbarkeit verschlechtert.
Ferner macht das Flachkabel 1a die Bewegung zum Vergrößern eines Wickels (d. h. zum Aufweiten des Wickeldurchmessers) oder zum Verengen des Wickels (d. h. zum Reduzieren des Wickeldurchmessers), beispielsweise entsprechend der Drehung des Innenzylinders, während die breitenmäßig entgegengesetzten Enden des Flachkabels 1 winkeiförmig geformt werden, und daher bewirkt eine Reibung zwischen den breitenmäßig entgegengesetzten Enden des Flachkabels 1a und der Innenwandfläche des Raums ein starkes Drehgeräusch, wenn der Innenzylinder gedreht wird.
Aus der DE 195 25 686 C2 ist ein Drehverbinder einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 2, 3 und 4 bekannt. Dort sind die Querschnitte der einzelnen Leiter nicht gezeigt.
Die DE 195 34 012 C2 zeigt einen direkt extrudierbaren Verbundwerkstoff, der zum Beispiel Polyamid enthält.
Die DE 693 11 152 T3 und DE 42 36 279 C2 zeigen jeweils einen Drehverbinder einer Fahrzeuglenkvorrichtung mit einem Flachkabel, dessen einzelne Leiter jeweils einen abgeflachten Querschnitt haben. In beiden Druckschriften sind die einzelnen flachen Leiter zwischen zwei Kunststoffschichten eingebettet, zur Bildung des Flachkabels. Die entgegengesetzten Längsränder des Flachkabels sind nicht gerundet.
In der DE 693 11 152 T3 wird ein flaches Blindkabel gezeigt, welches parallel zum Flachkabel verläuft, zur Bildung eines U-förmigen Umkehrteils.
In der DE 42 362 79 C2 wird das Flachkabel über Umkehrrollen geleitet.
Die DE 40 04 233 A1 zeigt den Drehverbinder einer Fahrzeuglenkvorrichtung mit einem Flachkabel, welches im Gehäuseinneren spiralig aufgerollt ist, derart, dass die Hauptebene des Flachkabels normal zur Drehachse des Drehverbinders angeordnet ist. Die radial entgegengesetzten Längsränder des Flachkabels sind abgerundet. Ein Distanzelement verhindert einen Kontakt zwischen den Schichten des Kabels.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen in einer Fahrzeuglenkvorrichtung verwendeten Drehverbinder anzugeben, der während der Drehung des Innenzylinders zum Außenzylinder ein Drehgeräusch vermeidet, das durch Reibung zwischen axial entgegengesetzten Enden des Flachkabels und einer Innenwandfläche eines Raums verursacht werden könnte.
Zur Lösung der Aufgabe wird die Verwendung eines Drehverbinders in einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß Anspruch 1, 2, 3 und 4 angegeben.
Durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 2, 3 und 4 ist es möglich, ein durch Reibung zwischen dem Flachkabel und den axial gegenüberliegenden Innenoberflächen des Gehäuses hervorgerufenes Drehgeräusch zu vermeiden.
Bevorzugt enthält das thermoplastische Harz zur Bildung der Isolierbeschichtung 11 ein Polyamidharz.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsdraufsicht mit Darstellung eines Drehverbinders in einer Ausführung nach der vorliegenden Erfindung:
2 ist eine Längsschnittansicht entlang Linie A-A, die in dem Drehverbinder von 1 mit den Pfeilen bezeichnet ist;
3 ist eine Perspektivansicht mit Darstellung eines spiralig aufgerollten Flachkabels zur Verwendung in dem Drehverbinder von 1;
4 ist eine Ansicht mit Darstellung eines Flachkabels zur Verwendung in einem Drehverbinder in jeder Ausführung nach der vorliegenden Erfindung, wobei 4(a) eine vergrößerte Querschnittsansicht mit Darstellung einer Ausführung des Flachkabels ist und 4(b) eine vergrößerte Querschnittsansicht mit Darstellung einer anderen Ausführung des Flachkabels ist;
5 ist eine schematische Querschnittsdraufsicht mit Darstellung eines Drehverbinders in einer anderen Ausführung nach der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine schematische Querschnittsdraufsicht mit Darstellung eines Drehverbinders in einer weiteren Ausführung nach der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine schematische Querschnittsdraufsicht mit Darstellung eines Drehverbinders einer noch weiteren Ausführung nach der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine schematische Frontansicht mit Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung des Flachkabels von 4(a);
9 ist teilvergrößerte Querschnittsdraufsicht mit Darstellung eines Querkopfs in der Herstellungsvorrichtung von 8;
10 ist eine Längsschnittansicht mit Darstellung des Querkopfs von 9;
11 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht mit Darstellung eines herkömmlichen Flachkabels eines Drehverbinders; und
12 ist eine schematische Frontansicht mit Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung des Flachkabels von 11.
BESTE AUSFÜHRUNGSART DER ERFINDUNG
1 und 2 zeigen einen Drehverbinder in einer Ausführung nach der vorliegenden Erfindung, und der Drehverbinder dieser Ausführung wird wie folgt zusammengebaut.
Die Bezugszahlen 2 und 3 bezeichnen einen Innenzylinder bzw. einen Außenzylinder, die beide aus einem Isolierharz oder einem anderen Isoliermaterial hergestellt sind. Eine mit Flansch versehene Deckplatte 21 ist als ein Körper am Außenumfang eines oberen Teils des Innenzylinders 2 ausgebildet, und das Außenende der Deckplatte 21 ist an der Unterfläche eines Innenflanschs 31 verankert, der an einem Oberteil des Außenzylinders 3 ausgebildet ist, um die Relativdrehung der Innen- und Außenzylinder 2, 3 in einem konzentrischen Zustand zu gestatten.
Nachdem das Außenende der Deckplatte 21 an dem Innenflansch 31 des Außenzylinders 3 verankert ist, wird ein spiralig aufgerolltes Flachkabel 1, wie in 3 gezeigt, in einen zwischen dem Innenzylinder 2 und dem Außenzylinder 3 gebildeten Ringraum 20 eingesetzt, und das Innenende und das Außenende des Flachkabels 1 werden mit dem Innenzylinder 2 bzw. dem Außenzylinder 3 verbunden.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt, sind das Innenende und das Außenende des spiralig aufgerollten Flachkabels 1 dieser Ausführung mit einem inneren Verbinderstück 15 bzw. einem äußeren Verbinderstück 16 ausgestattet, die beide durch ein Isolierharz gebildet sind, um das Einsetzen der jeweiligen Innen- und Außenenden in die Verbindungsstücke zu gestatten, und mit den flächigen Leitern 10 (siehe 4) des Flachkabels 1 verbundene Leitungsdrähte 13 stehen aus dem inneren Verbinderstück 15 nach oben vor, während Leitungsdrähte 13a, die ebenfalls mit den flächigen Leitern verbunden sind, von dem äußeren Verbinderstück 16 nach unten vorstehen.
Der untere Teil des inneren Verbinderstücks 15 ist an einem Abschnitt der Außenfläche des Innenzylinders 2 durch Klebung verbunden, und jeder Leitungsdraht 13 des inneren Verbindungsstücks 15 ist dazu ausgelegt, nach oben in ein Sockelteil 17 vorzustehen, das ausgebildet ist, um von einem Abschnitt der Deckplatte 21 des Innenzylinders 2 nach oben vorzustehen. Andererseits wird das äußere Verbinderstück 16 des Flachkabels 1 zur Außenseite durch einen Führungsschlitz 32 herausgezogen, der in einem Abschnitt des Außenzylinders 3 ausgebildet ist, und wird dann in ein Einsetzteil 33 gedrückt, das an einem Außenteil des Außenzylinders 3 in der Nähe des Führungsschlitzes 32 ausgebildet ist.
Anschließend wird ein aus Kunstharz hergestelltes Dämpfblatt 30a auf eine ringförmige Bodenplatte 30 aufgesetzt, die aus isolierendem Harz oder einem anderen Isoliermaterial gebildet ist, und der Außenrand des unteren Teils des Innenzylinders 2 wird drehbar mit dem Innenrand der Bodenplatte 30 in Kontakt gebracht, während der Außenrand des unteren Teils des Außenzylinders 3 entfernbar an dem Außenrand eines Oberteils der Bodenplatte 30 angebracht wird. Gleichzeitig ist jeder Leitungsdraht 13a, der von dem äußeren Verbinderstück 16 vorsteht, dazu ausgelegt, von einem unterem Sockelteil 34 vorzustehen, der an einem Abschnitt des äußeren Teils der Bodenplatte 30 ausgebildet ist.
Wie in 4(a) gezeigt, ist das Flachkabel 1 aus einer Mehrzahl folienartiger flächiger Leiter 10 zusammengesetzt, die aus Kupfer, Kupferlegierung u. dgl. bestehen und parallel angeordnet sind, sowie einer Isolierbeschichtung 11, die auf den flächigen Leitern 10 angeordnet ist, und die Isolierbeschichtung 11 ist durch Beschichten der flächigen Leiter 10 mit einem thermoplastischen Harz mittels Direktextrusion gebildet. Die entgegengesetzten breitenmäßigen Enden des Flachkabels 1 sind im Schnitt kreisbogenförmig ausgebildet, wie in 4(a) gezeigt.
Das Flachkabel 1 der obigen Ausführung wird durch eine Vorrichtung hergestellt, wie sie in den 8 bis 10 gezeigt ist.
In 8 bezeichnet die Bezugszahl 40 eine Spule zum Zuführen der flächigen Leiter 10 mit einer vorbestimmten Neigung im Zustand paralleler Anordnung, 4 ist ein Extruder, der an seiner Spitze einen Querkopf 41 aufweist, und 42 ist eine Aufnahmerolle zum Aufnehmen des hergestellten Flachkabels 1.
Die Mehrzahl flächiger Leiter 10, die im Zustand paralleler Anordnung mittels der Spule 40 zugeführt werden, werden durch einen Extrusionsnippel 43 hindurchgeleitet, der, wie in den 9 und 10 gezeigt, in dem Querkopf 41 angebracht ist, während sie zum Düsenloch 44a einer Extrusionsdüse 44 durch ein Nippelloch 43a, das parallel zu dem Extrusionsnippel 43 ausgebildet ist, geführt werden. Jeder in dem Düsenloch 44a geführter flächiger Leiter 10 wird aus der Extrusionsdüse 44 durch das Düsenloch 44a gemeinsam mit in den Querkopf 41 gepreßtem geschmolzenem thermoplastischen Harz 45 herausgedrückt, und das Flachkabel 1, das sich aus der Beschichtung der parallel angeordneten flächigen Leiter 10 mit der Isolierbeschichtung 11 zu einem Körper ergibt, wird hergestellt, wie in 4(a) gezeigt. Das hergestellte Flachkabel 1 wird, nachdem es einer Luftkühlung ausgesetzt ist, nacheinander um die Aufnahmerolle 42 herumgewickelt.
Im Falle der Herstellung des Flachkabels 1 nach dem obigen Verfahren kann das Flachkabel 1 einem Wasserbad oder einem Heißwasserbad ausgesetzt werden, um die Temperatur des um die Aufnahmerolle 42 herumgewickelten Flachkabels 1 einzustellen, sobald sich die aus dem Extruder 4 extrudierte Isolierbeschichtung 11 des Flachkabels 1 auf einen gewissen Grad verfestigt hat.
Ferner kann eine Vorheizvorrichtung (nicht gezeigt) zwischen der Spule 40 und dem Querkopf 41, wie in 8 gezeigt, installiert werden, um die flächigen Leiter 10 vorzuheizen, bevor die flächigen Leiter zu dem Querkopf 41 gefördert werden.
Wenn ferner die flächigen Leiter 10 mit der Isolierbeschichtung 10 mittels Extrusion beschichtet werden, nachdem ein Silankopplungsmittel auf die Oberfläche jedes flächigen Leiters 10 aufgetragen wurde, können die gegenseitigen Hafteigenschaften zwischen jedem flächigen Leiter 10 und der Isolierbeschichtung 10 verbessert werden, um für eine höhere Flexibilität des Flachkabels 1 zu sorgen.
Da bei dem Drehverbinder der obigen Ausführung zunächst jeder flächige Leiter 10 des Flachkabels 10 mit der aus thermoplastischem Harz bestehenden Isolierbeschichtung 11 mittels Direktextrusion beschichtet wird und im Ergebnis jeder flächiger Leiter 10 und die Isolierbeschichtung 11 als ein Körper ausgebildet werden, besteht keine Möglichkeit, daß die Harzschicht aus der geschnittenen Endfläche des Flachkabels 1 in Hochtemperaturumgebung herausgedrückt wird, um die Drehung des Innenzylinders 2 relativ zum Außenzylinder 3 im Falle der Durchführung einer solchen Relativdrehung zu verhindern.
Da zweitens die entgegengesetzten breitenmäßigen Enden des Flachkabels 1 im Schnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind, ist es möglich, ein durch Reibung zwischen dem Flachkabel und der Innenwandfläche des Raums 20 erzeugtes Drehgeräusch zu unterbinden.
Da drittens keinerlei Harzkleber für die Isolierbeschichtung 11 des Flachkabels 1 verwendet wird, ist es möglich, das Auftreten von Weichwerden in Hochtemperaturumgebung zu unterbinden und eine höhere Haltbarkeit sicherzustellen.
4(b) zeigt ein Flachkabel 1 einer anderen Ausführung, und eine Isolierbeschichtung 11 des Flachkabels 1 in dieser Ausführung besitzt zwischen den benachbarten flächigen Leitern 10 und an den entgegengesetzten Enden des Flachkabels 1 dünne Abschnitte 14, deren Dicke geringer ist als in der in 4(a) gezeigten Ausführung. Aufgrund der Bildung der dünnen Abschnitte 14 zwischen den benachbarten flächigen Leitern 10 und den entgegengesetzten Enden des Flachkabels gestattet das Flachkabel 1 dieser Ausführung eine Gewichtsminderung und die Verwendung einer geringeren Menge von thermoplastischem Harz für die Bildung der Isolierbeschichtung 11, was eine Kostenminderung zur Folge hat.
Das Flachkabel 1, wie es in 4(b) gezeigt ist, kann durch die Verwendung einer Extrusionsdüse 10 hergestellt werden, das ein Düsenloch 44a aufweist, dessen Form der Querschnittsform des Flachkabels 1 im wesentlichen ähnlich ist, wie in 4(b) gezeigt. Andernfalls kann dieses Flachkabel auch hergestellt werden durch die Schritte der Einstellung der Menge von geschmolzenem Harz (dem thermoplastischen Harz), das in den Querkopf 41 mit der Extrusionsdüse 44 und dem Extrusionsnippel 43 extrudiert wird, deren beider Aufbau dem in den 9 und 10 ähnlich ist, und dann durch Unterziehen des geschmolzenen Harzes einer Eigenschrumpfung nach der Beschichtung der flächigen Leiter 10 mit dem geschmolzenem Harz.
Bevorzugt kann, als die flächigen Leiter nach der vorliegenden Erfindung, sauerstofffreier Kupfer, Kupferphosphat, Elektrolytzähkupfer, zinnplatiertes Kupfer und nickelplatieres Kupfer o. dgl. verwendet werden, und es werden Leiter verwendet, die durch Schneiden von Folien dieser Kupfer auf eine vorbestimmte Länge oder Walzen von Runddrahtmaterial gebildet sind.
Die Breite, Dicke und die Anzahl der flächigen Leiter 10 ist in Abhängigkeit vom Zweck des Flachkabels 1 oder anderer Bedingungen bestimmt, während die flächigen Leiter 10 in demselben Flachkabel 1 nicht immer eine gleiche Breite und Dicke aufweisen müssen.
Bevorzugt können als das thermoplastische Harz für die Bildung der Isolierbeschichtung 11 extrusionsfähige Harze, wie etwa Polyamidharz, Polyolefinharz, Polyesterharz, PBT (Polybutylenterephthalat) o. dgl. verwendet werden, und im Hinblick auf die Haltbarkeit ist unter diesen thermoplastischen Harzen das Polyamidharz am besten geeignet.
Das Polyamidharz gehört zu einem Hochpolymer, das allgemein eine Peptidbindung (-CONH-) als wiederholende Einheiten aufweist, und Beispiele des Polyamidharzes beinhalten ein Ringöffnungspolymer, wie etwa ε-Caprolactam und ε-Laurolactam, ein Polykondensationspolymer von Diamin, wie etwa Hexamethylendiamin, Metaxylylendiamin, 2,4,4- oder 2,2,4-Trimethylhexamethylendiamin, mit einer zweibasischen Säure, wie etwa Adipinsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäure und Terephthalsäure, und Polykondensationspolymere und Aminocarboxylsäuren, wie etwa 11-Aminoundecansäure und 12-Aminododecansäure auf der Basis der Polymerbildung. Diese Polymere nennt man normalerweise Nylon. Bevorzugt kann Nylon 6, Nylon 66, Nylon 610, Nylon 12, Nylon 11, Nylon 46, Nylon MXD-6, Nylon 6/66 und Nylon 106 o. dgl. verwendet werden, und Nylon 12 und Nylon 11 unter diesen Nylons sind im Hinblick auf die Wasseraufnahme besonders geeignet.
Beispiele
Die in den 8 bis 10 gezeigte Herstellungsvorrichtung diente zur Herstellung eines Flachkabels 1 mit einer Breite von 8 mm und einer Dicke von 315 μm und mit einer ähnlichen Schnittform wie der in 4(a) gezeigten, durch die Schritte: Zuführen von vier Stücken flächiger Leiter 10, bestehend aus Elektrolytzähkupfer mit einer Breite von 1,0 mm und einer Dicke von 140 μm, im Zustand paralleler Anordnung von der Spule 40, Pressen von Nylon 12 ([Diamid L2140], hergestellt von DAICEL-HUELS)., Ltd.) in den Querkopf 41 bei einer Temperatur von 240°C, während kontinuierlicher Zufuhr der flächigen Leiter zu dem Querkopf 41, derart, daß der Abstand dieser flächigen Leiter mittels der Führung (nicht gezeigt) auf 1,0 mm eingestellt wurde, dann Beschichten der flächigen Leiter 10 mit dem Nylon 12 mittels Direktextrusion und Luftkühlen des Ergebnisses.
Es wurden zehn Proben von Drehverbindern im Beispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt durch die Schritte: Schneiden des Flachkabels 1 auf eine Länge von 3500 mm und dann Anbringen des sich ergebenden Flachkabels 1 in dem Raum 20 des durch Kombination des Innenzylinders 2 mit dem Außenzylinder 3 gebildeten Gehäuses, um die Relativdrehung zu ermöglichen, wie in den 1 und 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiel
Es wurde eine Herstellungslinie verwendet, wie sie in 12 gezeigt ist, um ein Flachkabel 1a mit einer Breite von 8 mm und einer Dicke von 316 μm und einer ähnlichen Querschnittsform wie der in 11 gezeigten herzustellen, durch die Schritte: Zuführen von vier Stücken flächiger Leiter 10a, bestehend aus Elektrolytzähkupfer mit einer Breite von 1,0 mm und einer Dicke von 140 μm im Zustand paralleler Anordnung von der Spule 50, Zuführen einer Isolierfolie 11a, bestehend aus Polyethylenterephthalat mit einer Dicke von 38 μm und laminiert auf die Innenseite mit einer Harzkleberschicht, bestehend aus einem gesättigten Polyestercopolymer mit einer Dicke von 50 μm, von den Abgabewalzen 51, 51, während fortlaufender Zuführung dieser flächigen Leiter zu den Maschinenwalzen 51, 51 derart, daß der Abstand der flächigen Leiter mittels der Führung (nicht gezeigt) auf 1,0 mm eingestellt wurde, und dann thermisches Kleben der Isolierfolien 11a, 11a auf die entgegengesetzen Oberflächen der flächigen Leiter 10a unter Druck unter der Bedingung, daß die Oberflächentemperatur und der Oberflächendruck der Maschinenwalzen 5, 5 auf 150°C bzw. 5 kg/cm² gehalten wurde.
Es wurden zehn Proben von Drehverbindern in dem herkömmlichen Vergleichsbeispiel hergestellt durch die Schritte: Schneiden dieses Flachkabels 1a auf eine Länge von 3500 mm und dann Anbringen des sich ergebenden Flachkabels in dem Raum 20 des durch Kombination des Innenzylinders 2 mit dem Außenzylinder 3 gebildeten Gehäuse, um die Relativdrehung zu ermöglichen, wie in den 1 und 2 gezeigt.
Bei den Proben der Drehverbinder im Beispiel und den Proben der Drehverbinder im Vergleichsbeispiel wurden folgende drei Testarten zum Vergleich zugeführt.
(1) Messung des Drehmoments nach Stillstand bei hoher Temperatur
Nachdem die obigen zwei Arten von Drehverbinderproben für 24 Stunden in einem Thermostat bei einer Atmosphäre von 105°C verblieben, und aus dem Thermostat herausgenommen wurden, um die Temperatur dieser Proben auf Raumtemperatur zurückzubringen, wurde der Maximalwert des Drehmoments gemessen, der sich aus der Drehung des Innenzylinders 2 jeder der zwei obigen Arten der Drehverbinderproben ergab.
(2) Messung des Drehgeräuschs
Es wurde in einem Schallmeßraum das Drehgeräusch gemessen, das sich bei Drehung des Innenzylinders 2 jeder der zwei obigen Arten von Drehverbinderproben mit einer Geschwindigkeit von 1 ups zweimal in Normal- und Rückwärtsrichtung ergibt.
(3) Messung der Haltbarkeit in Hochtemperaturumgebung
Die Drehgeschwindigkeit des Trennpunkts der flächigen Leiter des Flachkabels jeder der zwei obigen Arten von Drehverbinderproben wurde unter der Bedingung gemessen, daß die zwei obigen Arten von Drehverbinderproben, zusammen mit einer Vorrichtung zum Drehen der Verbinder, in den Thermostaten bei der Atmosphäre von 105°C gesetzt wurde, um jede Verbinderprobe kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 1 ups zweimal in Normal- und Rückwärtsrichtung zu drehen.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben. Übrigens ist der Durchschnitt der Meßwerte der Drehverbinder auf einer zehn Proben-Basis in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, fand sich bei den Proben des Beispiels keinerlei Drehmomentanstieg auch in der Umgebung bei einer so hohen Temperatur wie 105°C, während im Falle der Proben im Vergleichsbeispiel, d. h. bei den Drehverbindern vom Stand der Technik, ein Drehmomentanstieg stattgefunden hat.
Übrigens gab bei den Proben des Vergleichsbeispiels, infolge der Untersuchung jeder nach Abschluß des obigen Tests auseinandergenommenen Probe, diese Probe Hinweise darauf, daß die Harzkleberschicht an der Innenwand des Raums in dem Drehverbinder angehaftet hat, nachdem sie aus der geschnittenen Endfläche des Flachkabels herausgepreßt wurde.

Ferner beweisen die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse, daß jede Probe in dem Beispiel ein geringeres, während der Betätigung erzeugtes Geräusch ermöglicht als jede Probe im Vergleichsbeispiel, und daß sie eine ausgezeichnete Haltbarkeit bei Hochtemperaturumgebung besitzt. Tabelle 1

	Beispiel	Vergleichsbeispiel
Drehmoment nach Stillstand bei hoher Temperatur	0,5 kgf/cm²	2,1 kgf/cm²
Drehgeräusch	43 dB	48 dB
Haltbarkeit in Hochtemperaturumgebung	1.000.000 mal oder mehr	etwa 350.000 mal

5 zeigt einen Drehverbinder einer anderen Ausführung nach der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Drehverbinder dieser Ausführung ist das Flachkabel 1, dessen einer Abschnitt ein U-förmiges Umkehrteil 12 bildet, ist spiralig in dem zwischen dem Innenzylinder 2 und dem Außenzylinder 3 gebildeten Ringraum 20 aufgenommen, und das Innenende des Flachkabels 1 ist mit dem Innenzylinder 2 verbunden, während dessen Außenende mit dem Außenzylinder 3 verbunden ist.
Das Flachkabel 1 wird in der gleichen Weise wie das anhand der 4(a) und 4(b) beschriebene Flachkabel gebildet.
Wenn der Innenzylinder 2 des Drehverbinders in der in 5 gezeigten Ausführung relativ zu dem Außenzylinder 3 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wird das Flachkabel 1 nacheinander eng um den Innenzylinder 2 herumgewickelt, und gleichzeitig wird das U-förmige Umkehrteil 12 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn bewegt, um die Relativdrehung der Innen- und Außenzylinder 2, 3 zu halbieren, und im Ergebnis gestattet der Drehverbinder dieser Ausführung eine weniger Spiralwindungen (der Länge) des Flachkabels 1 relativ zur Drehgeschwindigkeit der Innen- und Außenzylinder 2, 3.
Der weitere Aufbau, Betrieb und die Wirkungen des Drehverbinders der in 5 gezeigten Ausführung sind jenen des Drehverbinders in der in 1 und 2 gezeigten Ausführung ähnlich, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
6 zeigt einen Drehverbinder in einer weiteren Ausführung nach der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Drehverbinder dieser Ausführung ist das Flachkabel 1, dessen einer Abschnitt ein U-förmiges Umkehrteil 12 bildet, spiralig in dem zwischen dem Innenzylinder 2 und dem Außenzylinder 3 gebildeten Ringraum 20 aufgenommen, und das Innenende des Flachkabels 1 ist mit dem Innenzylinder 2 verbunden, während dessen Außenende mit dem Außenzylinder 3 verbunden ist. Zusätzlich zur obigen Struktur sind eine Mehrzahl flacher Blindkabel 6, deren jeweils einer Abschnitt ein U-förmiges Umkehrteil 60 bildet, spiralig in dem Raum 20 aufgenommen, um parallel zu dem Flachkabel 1 aufgerollt zu werden, und das Innenende des Blindkabels ist dem Innenzylinder 2 verbunden, während dessen Außenende mit dem Außenzylinder 3 verbunden ist. Jedes Blindkabel 6 hat die gleiche Länge wie das Flachkabel 1, und das U-förmige Umkehrteil des Flachkabels 1 und das U-förmige Umkehrteil 60 jedes Blindkabels 6 sind mit im wesentlichen gleichen Abständen angeordnet.
Das Flachkabel 1 und jedes Blindkabel 6 sind in der gleichen Weise wie das anhand der 4(a) und 4(b) beschriebene Flachkabel ausgebildet.
Wenn der Innenzylinder 2 des Drehverbinders in der in 6 gezeigten Ausführung relativ zum Außenzylinder 3 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wird das Flachkabel 1 nacheinander dicht um den Innenzylinder 2 herumgewickelt, und gleichzeitig wird das U-förmige Umkehrteil 12 auch im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um die Relativdrehung der Innen- und Außenzylinder 2, 3 zu halbieren, und im Ergebnis gestattet der Drehverbinder dieser Ausführung ein weniger Spiralwindungen (der Länge) des Flachkabels 1 relativ zur relativen Drehgeschwindigkeit der Innen- und Außenzylinder 2, 3.
Da ferner jedes der U-förmig umgedrehten Teile 12, 60 des Flachkabels 1 und jedes Blindkabels 5 eine durch elastische Verformung verursachte elastische Rückstellkraft aufzeigt, und ein Verteilungsmuster dieser U-förmigen Umkehrteile 12, 60, die umfangsmäßig an einer Mehrzahl von Stellen in dem Raum 20 angeordnet sind, ist es möglich, daß die Innenseite und die Außenseite des U-förmigen Umkehrteils 12 des Flachkabels 1 gegen den Innenzylinder 2 bzw. den Außenzylinder 3 an der Stelle jedes der U-förmigen Umkehrteile 12, 60 gedrückt wird, daß eine Ablösung des Flachkabels 1 an der Drehstelle des Innenzylinders 2 oder des Außenzylinders 3 unterbunden werden kann und daß die glatte Bewegung des U-förmigen Umkehrteils 12 entsprechend der Drehung des Innenzylinders 2 oder des Außenzylinders 3 sicher möglich wird.
Der weitere Aufbau, der Betrieb und die Wirkungen des Drehverbinders der in 6 gezeigten Ausführung sind ähnlich jenen des Drehverbinders der in den 1 und 2 gezeigten Ausführung, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
7 zeigt einen Drehverbinder in einer noch weiteren Ausführung nach der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Drehverbinder dieser Ausführung ist das Flachkabel 1, dessen einer Abschnitt ein U-förmiges Umkehrteil 12 bildet, spiralig in dem zwischen dem Innenzylinder 2 und dem Außenzylinder 3 gebildeten Ringraum 20 aufgenommen, und das innere Verbindungsstück 12 am Innenende des Flachkabels 1 ist mit dem Innenzylinder 2 verbunden, während das äußere Verbindungsstück 16 an dessen Außenende mit dem Außenzylinder 3 verbunden ist.
Es sind eine Mehrzahl von Rollen 7 mit im wesentlichen gleichen Winkelabständen zwischen dem Außenabschnitt und dem Innenabschnitt des U-förmigen Umkehrteils des Flachkabels 1 angeordnet, und jede Rolle ist drehbar an einem Rollenhalter 2 angebracht, der an der Innenseite der Bodenplatte 30 angeordnet ist.
Das Flachkabel 1 und jedes Blindkabel 6 sind in der gleichen Weise wie das anhand der 4(a) und 4(b) beschriebene Flachkabel ausgebildet.
Wenn der Innenzylinder 2 des Drehverbinders in der in 7 gezeigten Ausführung relativ zum Außenzylinder 3 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird das Flachkabel 1 nacheinander eng um den Innenzylinder 2 herumgewickelt, und gleichzeitig wird auch das U-förmige Umkehrteil 12 im Uhrzeigersinn bewegt, um die Relativdrehung der Innen- und Außenzylinder 2, 3 zu halbieren, und im Ergebnis gestattet der Drehverbinder dieser Ausführung weniger Spiralwindungen (der Länge) des Flachkabels relativ zur relativen Drehgeschwindigkeit der Innen- und Außenzylinder 2, 3. Da ferner die mehreren Rollen 7 zwischen dem Außenabschnitt und dem Innenabschnitt des U-förmigen Umkehrteils 12 des Flachkabels 1 angeordnet sind, wird eine Ablösung des Flachkabels 1 unterbunden, und die glatte Bewegung des U-förmigen Umkehrteils 12 wird entsprechend der Drehung des Innenzylinders 2 und des Außenzylinders 3 sicher ermöglicht.
Der weitere Aufbau, der Betrieb und die Wirkungen des Drehverbinders dieser in 7 gezeigten Ausführung sind ähnlich jenen des Drehverbinders der in den 1 und 2 gezeigten Ausführung, und daher wird ihre Beschreibung weggelassen.
Industrielle Anwendbarkeit
Da bei dem Drehverbinder nach der vorliegenden Erfindung das Flachkabel 1 gebildet wird durch Beschichten der angeordneten flächigen Leiter 10 mit der aus thermoplastischem Harz bestehenden Isolierschicht 11 mittels Direktextrusion, und jeder flächige Leiter 10 und die Isolierbeschichtung 11 als ein Körper ausgebildet wird, besteht keine Möglichkeit, daß die Harzschicht aus der geschnittenen Endfläche des Flachkabels in Hochtemperaturumgebung herausgedrückt wird, um eine Drehung des Innenzylinders 2 relativ zum Außenzylinder 3 zu verhindern, wenn die Relativdrehung der Innen- und Außenzylinder erfolgt.
Da ferner keinerlei Harzklebstoff für die Beschichtung des Flachkabels 1 verwendet wird, kann das Auftreten von Weichwerden in Hochtemperaturumgebung unterbunden werden, und es wird eine höhere Haltbarkeit sichergestellt.
Nach dem in Anspruch 2 definierten Drehverbinder wird, wenn der Innenzylinder 2 relativ zum Außenzylinder 3 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, das Flachkabel 1 nacheinander eng um den Innenzylinder 2 herumgewickelt, und gleichzeitig wird auch das U-förmige Umkehrteil 12 im Gegenuhrzeigersinn bewegt, um die Relativdrehung der Innen- und Außenzylinder 2, 3 zu halbieren, und im Ergebnis gestattet dieser Drehverbinder weniger Spiralwindungen (der Länge) des Flachkabels 1 relativ zur Drehgeschwindigkeit der Innen- und Außenzylinder 2, 3.
Bei der in Anspruch 3 definierten Drehverbinder wird, wenn der Innenzylinder 2 relativ zu dem Außenzylinder 3 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, das Flachkabel 2 nacheinander eng um den Innenzylinder 2 herumgewickelt, und gleichzeitig wird auch das U-förmige Umkehrteil 2 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um die Relativdrehung der Innen- und Außenzylinder 2, 3 zu halbieren, und im Ergebnis gestattet dieser Drehverbinder weniger Spiralwindungen (der Länge) des Flachkabels 1 relativ zur relativen Drehgeschwindigkeit der Innen- und Außenzylinder 2, 3. Da ferner die U-förmigen Umkehrteile 12, 60 des Flachkabels 1 und des jeweiligen Blindkabels 6 die durch elastische Verformung verursachte elastische Rückstellkraft zeigen, und das Verteilungsmuster dieser an einer Mehrzahl von Stellen innerhalb des Raums 20 im Umfang angeordneten U-förmigen Umkehrteile 12, 13 es ermöglicht, daß die Innenseite und die Außenseite des U-förmigen Umkehrteils 12 des Flachkabels 1 gegen den Innenzylinder 2 bzw. den Außenzylinder 3 an der Stelle jedes der U-förmigen Umkehrteile 12, 13 gedrückt wird, kann eine Ablösung des Flachkabels 1 an der Drehstelle des Innenzylinders 2 oder des Außenzylinders 3 unterbunden werden, und wird die glatte Bewegung des U-förmigen Umkehrteils 12 entsprechend der Drehung des Innenzylinders 2 oder des Außenzylinders 3 sicher ermöglicht.
Nach dem in Anspruch 4 definierten Drehverbinder wird, wenn der Innenzylinder 2 relativ zum Außenzylinder 3 im Uhrzeigersinn gedreht wird, das Flachkabel 1 nacheinander dicht um den Innenzylinder 2 herumgewickelt, und gleichzeitig wird auch das U-förmige Umkehrteil 12 im Uhrzeigersinn bewegt, um die Relativdrehung der Innen- und Außenzylinder 2, 3 zu halbieren, und im Ergebnis gestattet dieser Drehverbinder weniger Spiralwindungen (der Länge) des Flachkabels 1 relativ zur Drehgeschwindigkeit der Innen- und Außenzylinder 2, 3. Da ferner die mehreren Rollen 7 zwischen dem Außenabschnitt und dem Innenabschnitt des U-förmigen Umkehrteils 12 des Flachkabels 1 angeordnet sind, wird die glatte Bewegung des U-förmigen Umkehrteils 12 entsprechend der Drehung des Innenzylinders 2 oder des Außenzylinders 3 sicher ermöglicht.
Da erfindungsgemäß die axial entgegengesetzten Enden des Flachkabels 1 im Schnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind, ist es möglich, das durch die Reibung zwischen dem Flachkabel 1 und der Innenwandfläche des Raums 20 verursachte Drehgeräusch zu unterbinden.
Da gemäß dem in Anspruch 5 definierten Drehverbinder das thermoplastische Harz für die Bildung der Isolierbeschichtung 11 des Flachkabels 1 das Polyamidharz enthält, ist es möglich einen besonders haltbaren Drehverbinder vorzusehen.

Claims

Verwendung eines Drehverbinders in einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung, wobei der Drehverbinder umfasst: einen Innenzylinder (2) und einen Außenzylinder (3), die relativ verdrehbar konzentrisch miteinander kombiniert sind; und ein Flachkabel (1), das spiralig in einem zwischen dem Innenzylinder (2) und dem Außenzylinder (3) gebildeten Ringraum (20) aufgenommen ist; wobei ein Innenende des Flachkabels (1) mit dem Innenzylinder (2) verbunden ist, während ein Außenende des Flachkabels (1) mit dem Außenzylinder (3) verbunden ist; und wobei das Flachkabel (1) aus einer Mehrzahl parallel angeordneter flächiger Leiter (10) und einer auf den flächigen Leitern angeordneten Isolierbeschichtung (11) zusammengesetzt ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierbeschichtung (11) mit einem thermoplastischen Harz direkt auf den flächigen Leiter (10) extrudiert ist; und axial entgegengesetzte Innenoberflächen des Ringraums (20) berührende, in Bezug auf die Breite des Flachkabels (1) entgegengesetzte Enden des Flachkabels (1) im Schnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind.
Verwendung eines Drehverbinders in einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung, wobei der Drehverbinder umfasst: einen Innenzylinder (2) und einen Außenzylinder (3), die relativ verdrehbar konzentrisch miteinander kombiniert sind; und ein Flachkabel (1), das spiralig in einem zwischen dem Innenzylinder (2) und dem Außenzylinder (3) gebildeten Ringraum (20) aufgenommen ist, derart, dass ein Abschnitt des Flachkabels ein U-förmiges Umkehrteil (12) bildet; wobei ein Innenende des Flachkabels (1) mit dem Innenzylinder (2) verbunden ist, während ein Außenende des Flachkabels (1) mit dem Außenzylinder (3) verbunden ist; und wobei das Flachkabel (1) aus einer Mehrzahl parallel angeordneter flächiger Leiter (10) und einer auf den flächigen Leitern (10) angeordneten Isolierbeschichtung (11) zusammengesetzt ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierbeschichtung (11) mit einem thermoplastischen Harz direkt auf den flächigen Leiter (10) extrudiert ist; und axial entgegengesetzte Innenoberflächen des Ringraums (20) berührende, in Bezug auf die Breite des Flachkabels (1) entgegengesetzte Enden des Flachkabels (1) im Schnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind.
Verwendung eines Drehverbinders in einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung, wobei der Drehverbinder umfasst: einen Innenzylinder (2) und einen Außenzylinder (3), die relativ verdrehbar konzentrisch miteinander kombiniert sind; und ein Flachkabel (1), das spiralig in einem zwischen dem Innenzylinder (2) und dem Außenzylinder (3) gebildeten Ringraum (20) aufgenommen ist, derart, dass ein Abschnitt des Flachkabels ein U-förmiges Umkehrteil (12) bildet; wobei ein Innenende des Flachkabels (1) mit dem Innenzylinder (2) verbunden ist, während ein Außenende des Flachkabels (1) mit dem Außenzylinder (3) verbunden ist; und wobei das Flachkabel (1) aus einer Mehrzahl parallel angeordneter flächiger Leiter (10) und einer auf den flächigen Leitern (10) angeordneten Isolierbeschichtung (11) zusammengesetzt ist; gekennzeichnet durch zumindest ein flaches Blindkabel (6), das spiralig in dem Raum (20) aufgenommen ist, um parallel zu dem Flachkabel (1) aufge rollt zu werden, derart, dass ein Abschnitt des flachen Blindkabels (6) ein U-förmiges Umkehrteil (60) bildet, wobei ein Innenende des Blindkabels (6) mit dem Innenzylinder (2) verbunden ist, während ein Außenende des Blindkabels (6) mit dem Außenzylinder (3) verbunden ist; wobei die Isolierbeschichtung (11) mit einem thermoplastischen Harz direkt auf den flächigen Leiter (10) extrudiert ist; und axial entgegengesetzte Innenoberflächen des Ringraums (20) berührende, in Bezug auf die Breite des Flachkabels (1) entgegengesetzte Enden des Flachkabels (1) im Schnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind.
Verwendung eines Drehverbinders in einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung, wobei der Drehverbinder umfasst: einen Innenzylinder (2) und einen Außenzylinder (3), die relativ verdrehbar konzentrisch miteinander kombiniert sind; und ein Flachkabel (1), das spiralig in einem zwischen dem Innenzylinder (2) und dem Außenzylinder (3) gebildeten Ringraum (20) aufgenommen ist, derart, dass ein Abschnitt des Flachkabels ein U-förmiges Umkehrteil (12) bildet; wobei ein Innenende des Flachkabels (1) mit dem Innenzylinder (2) verbunden ist, während ein Außenende des Flachkabels (1) mit dem Außenzylinder (3) verbunden ist; und wobei das Flachkabel (1) aus einer Mehrzahl parallel angeordneter flächiger Leiter (10) und einer auf den flächigen Leitern (10) angeordneten Isolierbeschichtung (11) zusammengesetzt ist; gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Rollen (7), die in dem Raum (20) zwischen einem äußeren Abschnitt des U-förmigen Umkehrteils (12) des Flachkabels (1) und einem inneren Abschnitt des U-förmigen Umkehrteils (12) des Flachkabels angeordnet sind; wobei die Isolierbeschichtung (11) mit einem thermoplastischen Harz direkt auf den flächigen Leiter extrudiert ist; und axial entgegengesetzte Innenoberflächen des Ringraums (20) berührende, in Bezug auf die Breite des Flachkabels (1) entgegengesetzte Enden des Flachkabels (1) im Schnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das thermoplastische Harz zur Bildung der Isolierbeschichtung (11) ein Polyamidharz enthält.