專利名稱：具有大電流容量的環(huán)回鐘表彈簧連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及一種鐘表彈簧連接器，特別是涉及這樣一種鐘表彈簧連接器，其能夠容納大電流和連接多個(gè)電路，同時(shí)能夠保持低的工作噪聲。鐘表彈簧連接器是一種允許兩個(gè)可以相對旋轉(zhuǎn)的物體之間電連接的裝備。鐘表彈簧連接器的一個(gè)普遍用途是用于汽車的轉(zhuǎn)向單元(the steeringunits)。
背景技術(shù)：
兩種普通的鐘表彈簧連接器設(shè)計(jì)是匣式鐘表彈簧和環(huán)回(或折疊)鐘表彈簧。這兩種設(shè)計(jì)都使用的是扁平軟性電纜(“撓性電纜”)以在兩個(gè)可以相對旋轉(zhuǎn)的連接部分之間通過電流。在這兩種設(shè)計(jì)中，扁平軟性電纜的一端連接到連接器的第一部分上，例如，連接在內(nèi)套或套筒(hub)上，而扁平軟性電纜的另一端則連接到其他殼體部分上，例如，外套或外殼上。
在匣式鐘表彈簧連接器的設(shè)計(jì)中，扁平軟性電纜在第一和第二殼體部分所界定的容納空間內(nèi)以連續(xù)環(huán)形路徑纏繞。當(dāng)殼體部分之間按一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，例如，按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，則撓性電纜繞內(nèi)殼纏繞或聚積。當(dāng)連接器部分在相反的方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，撓性電纜展開以允許殼體部分之間的相對旋轉(zhuǎn)。
相反，在環(huán)回設(shè)計(jì)中，每個(gè)電纜的第一部分繞容納空間的外環(huán)形壁沿第一個(gè)方向纏繞。電纜然后環(huán)回并延伸入第二部分，該第二部分在容納空間的內(nèi)環(huán)形壁上沿著與第一個(gè)方向相反的第二方向纏繞。由于，環(huán)回設(shè)計(jì)比匣式設(shè)計(jì)優(yōu)越，這是由于比匣式設(shè)計(jì)明顯地縮短了所需電纜的長度。在典型應(yīng)用中，環(huán)回設(shè)計(jì)所使用的電纜長度是匣式設(shè)計(jì)所需長度的大約三分之一。由于撓性電纜是相對昂貴的組件，因此環(huán)形設(shè)計(jì)與之匣式設(shè)計(jì)相比可以顯著地降低成本。
鐘表彈簧連接器一般被用于向安裝在汽車的方向盤上的設(shè)備，例如，喇叭開關(guān)和巡航控制開關(guān)以及無線電控制器輸送電流。隨著汽車被設(shè)計(jì)具有越來越多的功能，增加由鐘表彈簧連接器承載的電流路徑(電路)數(shù)量變得必須。為了能夠容納更多的電路，復(fù)合的撓性電纜被應(yīng)用在鐘表彈簧連接器上。每根電纜帶有一條或多條電路通道。在許多應(yīng)用中，由于連接器的殼體的整個(gè)外殼可尺寸限制，在匣式鐘表彈簧連接器中是不可能使用復(fù)合軟性電纜的。由此，在需要復(fù)合電纜的地方，可以使用環(huán)回鐘表彈簧連接器。
多種環(huán)回鐘表彈簧連接器使用了電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)(有時(shí)候稱為托架組件)，其具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地安裝到機(jī)座上的卷軸。這種類型設(shè)計(jì)的例子如美國專利5,637,005和5,865,634中示出。在這樣一個(gè)設(shè)計(jì)中，撓性電纜環(huán)繞在電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)上的單個(gè)卷軸上。
在汽車應(yīng)用方面，當(dāng)車輛的方向盤被轉(zhuǎn)動時(shí)，鐘表彈簧連接器通常在它移動的極限內(nèi)共需要轉(zhuǎn)5圈，換句話說，從中間位置或零位置開始順時(shí)針和逆時(shí)針方向各2.5圈。當(dāng)環(huán)回鐘表彈簧連接器被旋轉(zhuǎn)時(shí)，電纜要么纏繞在容納空間的內(nèi)壁上，要么纏繞在容納空間的外壁上，這取決于連接器部分的相對位置和它們的旋轉(zhuǎn)方向。例如，當(dāng)電纜纏繞在容納空間的內(nèi)壁上時(shí)，電纜層在電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)和內(nèi)壁所界定的內(nèi)部空間里疊加起來(變厚)。同時(shí)，電纜從容納空間外壁上展開，清空電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)和外壁所界定的外部空間。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，為了平衡容納空間的內(nèi)部空間和外部空間，電纜層將區(qū)域徑向向內(nèi)或向外移動，這由旋轉(zhuǎn)的位置和方向決定。所已知的鐘表彈簧連接器具有一個(gè)一體的，不能徑向向內(nèi)或向外移動的電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。結(jié)果，當(dāng)電纜徑向向內(nèi)或向外移動時(shí)，電纜和托架(carrier)相碰觸，使得電纜彎曲變形阻礙鐘表彈簧連接器的正常操作。
還知道提供了一種沒有使用電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的環(huán)回設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)的一個(gè)例子如美國專利號4,978,191；5,409,389；5,310,356和5,888,084所示。在這些專利中，鐘表彈簧連接器使用了4根電纜，這些電纜在連接器的操作中互相平衡。但是，在那些為了滿足電路需求只需要一根電纜的應(yīng)用中，這些連接器仍需要三根軟性電纜一一根是起作用的，三根是虛設(shè)的。這種設(shè)計(jì)中的另一個(gè)問題是在操作過程中電纜易于失去平衡，例如，塌陷(collapse)，由此使得這種連接器失效。這些設(shè)計(jì)也可能需要使用具有粘性的油脂以將撓性電纜互相粘在一起。在安裝和操作這種連接器時(shí)，使用這種油脂是易臟的，也不是理想的。
汽車也具有越來越多的用途，使得需要承載相對大的電流通過鐘表彈簧連接器。一個(gè)需要大電流的例子的日益普遍的特征是加熱方向盤。傳統(tǒng)的鐘表彈簧連接器不適于大電流用途，因?yàn)榇箅娏鲿闺娎|過熱引起電纜的分層。結(jié)果，在大電流應(yīng)用中通常使用集電環(huán)。然而，隨著時(shí)間的過去集電環(huán)傾向于產(chǎn)生噪音和磨損。在汽車應(yīng)用中工作噪聲是不希望的，特別是在豪華名牌車中，買主為車艙內(nèi)的乘客的安靜付出額外費(fèi)用。
因此，為解決已知鐘表彈簧連接器的以上和其他問題，需要提供一種鐘表彈簧連接器。特別是，需要提供一種能夠傳輸大電流和連接多個(gè)電路的且不產(chǎn)生高溫的鐘表彈簧連接器。還需要提供一種能夠降低工作噪聲的鐘表彈簧連接器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)特定方面的鐘表彈簧連接器包括殼體，至少兩個(gè)電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，和至少兩根撓性電纜。殼體至少包括兩個(gè)部分，這兩個(gè)部分界定環(huán)形容納空間，且這兩個(gè)部分可以相對地旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一殼體部分可以包括機(jī)座和頂蓋，而第二殼體部分包括固定在機(jī)座和頂蓋之間的可以旋轉(zhuǎn)的套筒。引導(dǎo)機(jī)構(gòu)被放置在容納空間內(nèi)部，并且在容納空間內(nèi)部可以做向內(nèi)和向外的徑向移動。每一引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)機(jī)座和至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地連接在機(jī)座上的卷軸。引導(dǎo)機(jī)構(gòu)還可以包括與殼體相結(jié)合的柔性元件，以限制托架在容納空間內(nèi)垂直運(yùn)動，因此可以降低在鐘表彈簧連接器的操作過程中的噪聲。引導(dǎo)機(jī)構(gòu)將容納空間分為內(nèi)部和外部，兩者尺寸是由引導(dǎo)機(jī)構(gòu)在容納空間內(nèi)的徑向位置決定的。每一根電纜一端相對于第一殼體部分固定，而另一端相對于第二殼體部分固定。電纜沿第一方向在內(nèi)部空間延伸。每一根電纜然后在相鄰的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)之間穿過，纏繞在其中的一個(gè)卷軸上，沿著與第一方向相反的第二方向延伸到內(nèi)部容納空間中。使用能夠徑向向內(nèi)和向外移動的復(fù)合電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)防止了與使用單個(gè)電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)鐘表彈簧連接器相關(guān)的問題。鐘表彈簧連接器還包括在連接器內(nèi)部將大電流分到多個(gè)減小的電流路徑中的特征，可以降低連接器的溫度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例組裝的鐘表彈簧連接器的透視圖；圖2是鐘表彈簧連接器的分解圖；圖3A是鐘表彈簧連接器的第一個(gè)軟性電纜的透視圖；圖3B是鐘表彈簧連接器的第二個(gè)軟性電纜的透視圖；圖4是電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖5是如圖4所示的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的分解透視圖；圖6是如圖4所示的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖；圖7是引導(dǎo)機(jī)構(gòu)沿圖6的A-A線的截面圖；圖8是引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的可選擇的實(shí)施例的透視圖；圖9是如圖8中所示的可選擇的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的底部透視圖；圖10是如圖9中所示的可選擇的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的分解透視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的特定方面的大電流電路的原理圖；圖12-14顯示了能夠被用于圖1中的鐘表彈簧連接器的第一引線框組件；圖15-17顯示了能夠被用于圖1中的鐘表彈簧連接器的第二引線框組件。
當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，可以對前面的簡述和后面的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述有更好的理解。為了闡述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的目的，圖中所顯示的實(shí)施例目前是優(yōu)選的。然而，可以理解，本發(fā)明并不局限于附圖所示的裝置和儀器。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，鐘表彈簧連接器10包括由外部、外殼110和內(nèi)部、套筒120構(gòu)成的殼體100。外殼110包括頂蓋112和底座114。頂蓋112和底座114配合在一起形成了外殼110。套筒120和外殼110一起界定了環(huán)形的容納空間125。容納空間125包括由外殼110界定的外部環(huán)形壁123和由套筒120界定的內(nèi)部環(huán)形壁124。容納空間125還包括頂壁126和底壁127。在被述的實(shí)施例中，頂壁126被套筒(hub)120所界定，而底壁127被底座114所界定。套筒120安裝成在頂蓋112和底座114之間可以旋轉(zhuǎn)。從這一方面來看，套筒120的頂壁126包括一個(gè)直徑縮小了的環(huán)形壁128，該環(huán)形壁為了旋轉(zhuǎn)而配合在頂蓋112上的圓形開口129中。同樣地，套筒120的環(huán)形壁124包括一個(gè)直徑縮小的下部(圖中未顯示)與形成于底座114的底壁127上的圓形開口131相配合可以旋轉(zhuǎn)。
容納空間125包含多個(gè)扁平軟性電纜130和多個(gè)電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140。所述的實(shí)施例包括4根扁平軟性電纜130和4個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140，但是值得注意的是根據(jù)用途扁平軟性電纜130和引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140的數(shù)量可以改變。鐘表彈簧連接器10提供了一個(gè)可以被輕易改變的柔性設(shè)計(jì)，例如，通過改變引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140中扁平軟性電纜130的數(shù)量，來滿足給定用途需求，例如物理尺寸限制和電路數(shù)量。
鐘表彈簧連接器10可以被應(yīng)用在只需要一根扁平軟性電纜的應(yīng)用中。在這種情況下，提供兩個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140和兩根扁平軟性電纜130是有利的。其中的一根扁平軟性電纜是起作用的，另一根扁平軟性電纜是虛設(shè)電纜。起作用的電纜包括導(dǎo)電路徑，例如，銅軌跡，用來承載所需的導(dǎo)電電路通過鐘表彈簧連接器10。為方便起見，虛設(shè)電纜包括銅軌跡，但是由于它沒有被用來承載通過鐘表彈簧連接器10的電路，因此虛設(shè)電纜不是必需的。盡管如此，虛設(shè)電纜可以被提供用來平衡鐘表彈簧連接器的機(jī)械操作。
所述的實(shí)施例中，扁平軟性電纜130和引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140具有相同的數(shù)量。這有利于提供鐘表彈簧連接器順利的操作。另外，在一些應(yīng)用中，可以使電纜的數(shù)量多于引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的數(shù)量，在這種情況下，復(fù)合電纜可以經(jīng)過相鄰的兩個(gè)電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)之間。另外，值得注意的是根據(jù)用途，鐘表彈簧連接器的殼體的準(zhǔn)確外形和構(gòu)造是可以改變的。例如，在一些實(shí)施例中，套筒可以包括相對于底座可旋轉(zhuǎn)的頂蓋，因此套筒形成容納空間的頂部，而底座形成容納空間的底部。
套筒120和外殼110分別包括一個(gè)或多個(gè)引線框150，160，170，180，它們提供了與外部連接器(圖中未顯示)相互連接端子。所述的實(shí)施例中，外殼110包括一個(gè)大/小電流引線框150，它既可以承載大電流的連接端子也可以承載小電流的連接端子，一個(gè)小電流引線框160，它只能承載承載小電流的連接端子。同樣地，套筒120也包括一個(gè)大/小電流引線框170和一個(gè)小電流引線框180。引線框150，160，170，180的端子被構(gòu)造得與電路連接器等相配合，使得電纜(圖中未顯示)或其他導(dǎo)電設(shè)備(圖中未顯示)可以被連接到鐘表彈簧連接器的扁平軟性電纜130上。通過包括焊接，錫焊或壓配合的不同的方法可以將軟性電纜130和引線框連接在一起。套筒120和外殼110分別包括插槽155和175，以實(shí)現(xiàn)引線框150，160，170，180與外部連接器(圖中未顯示)相連接。值得注意的是其他引線框結(jié)構(gòu)也是可能的。
每一個(gè)扁平軟性電纜130一端被連接到底座的引線框150，160的其中一個(gè)上，另一端被連接到外殼引線框170，180的相應(yīng)一個(gè)上。每一個(gè)軟性電纜130沿著第一方向，例如，如圖2所示的實(shí)施例中的逆時(shí)針方向，順著容納空間125的外壁123在外部132內(nèi)延伸。然后，電纜130在環(huán)回部分134處通過兩個(gè)相鄰的電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140?？梢钥吹矫恳粋€(gè)電纜130在不同的成對的電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140之間通過。因此每一個(gè)扁平軟性電纜130繞回，使得它順著容納空間125的內(nèi)壁124在內(nèi)部136中以相反方向延伸，該相反方向與它沿著外壁123延伸的方向相反。當(dāng)套筒120和外殼110相對轉(zhuǎn)動時(shí)，電纜130沿著內(nèi)壁124累積并沿著外壁123減少，或反之亦然。
圖3A和圖3B示出扁平軟性電纜130的實(shí)施例，可以被應(yīng)用在鐘表彈簧連接器110中。尤其，圖3A顯示了一個(gè)組合的大/小電流撓性電纜142，相反圖3B顯示了一個(gè)小電流撓性電纜144。每個(gè)電纜142和144包括由銅軌跡限定的多個(gè)導(dǎo)電路徑。在所述的實(shí)施例中，扁平軟性電纜142包括多個(gè)(圖中為兩個(gè))大電流導(dǎo)電路徑186，187和其中的一個(gè)小電流導(dǎo)電路徑188。相反地，小電流撓性電纜包括多個(gè)(圖中為十三個(gè))小電流導(dǎo)電路徑188。因此，扁平軟性電纜130共提供了六個(gè)大電流導(dǎo)電路徑186，187和十六個(gè)小電流導(dǎo)電路徑187。在所述的實(shí)施例中，大電流導(dǎo)電路徑186被作為正大電流路徑，相反地，大電流導(dǎo)電路徑187被作為大電流接地路徑。注意，小電流導(dǎo)電路徑也可以同樣地被分為正極和地線。另外，值得注意的是單獨(dú)的電纜可以用于承載大電流和小電流。典型地，每一個(gè)小電流軌跡可以在裝載于每一個(gè)小電流引線框160，180上的單個(gè)端子之間互連。相反，多個(gè)大電流導(dǎo)電路徑可以被連接到每一個(gè)大/小電流引線框150，170上的單個(gè)大電流端子上，使得，當(dāng)大電流通過鐘表彈簧連接器10時(shí)，該大電流，例如，14安培，被分成兩個(gè)或多個(gè)電流路徑。在所述的實(shí)施例中，大電流被分成六個(gè)承載在三個(gè)獨(dú)立的電纜上的大電流路徑187(三個(gè)地線和三個(gè)正極)中。將大電流分成多個(gè)路徑，使得大電流通過鐘表彈簧連接器10時(shí)溫度要比僅使用一個(gè)路徑時(shí)的溫度低得多。這樣就降低了電纜130發(fā)生故障的可能性，例如，在使用過程中的分層，并提高了保持電連續(xù)性的能力。通過使用多個(gè)減小的電流路徑輸送大電流通過連接器使得在大電流用途中使用撓性電纜成為可能。
引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140使得套筒120和外殼110可以相對平滑地轉(zhuǎn)動，并且電纜130不會纏結(jié)和變形。引導(dǎo)機(jī)構(gòu)沒有固定到位。當(dāng)套筒120和外殼110相對轉(zhuǎn)動時(shí)，電纜130沿著內(nèi)壁124累積，沿著外壁123減少，或反之亦然。引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140能夠徑向地向內(nèi)和向外移動，既可以按順時(shí)針也可以按逆時(shí)針，這樣使得引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140可以根據(jù)電纜沿著內(nèi)壁123和外壁124的分配的變化來調(diào)整其位置。
正如上面所討論的，汽車應(yīng)用中通常需要在轉(zhuǎn)動極限內(nèi)提供總共可以轉(zhuǎn)5圈的鐘表彈簧連接器，換句話說，從中間位置或零位置開始順時(shí)針和逆時(shí)針方向各2.5圈。當(dāng)鐘表彈簧連接器轉(zhuǎn)動時(shí)，電纜130要么纏繞容納空間的內(nèi)壁要么纏繞容納空間的外壁，這由鐘表彈簧連接器部分110，120的相對位置和它們轉(zhuǎn)動的方向決定。例如，當(dāng)電纜130繞容納空間125的內(nèi)壁124纏繞時(shí)，電纜130的各層就在由引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140和內(nèi)壁124所界定的內(nèi)部空間內(nèi)累積(變厚)。同時(shí)，電纜130從容納空間125的外壁123展開，從由引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140和容納空間的外壁123所界定的外部空間清空。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，為了平衡容納空間的內(nèi)部空間和外部空間，電纜130的各層將趨于徑向地向內(nèi)或向外移動，這由旋轉(zhuǎn)的位置和方向決定。已知的鐘表彈簧連接器具有一個(gè)一體的，不能徑向向內(nèi)或向外移動的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。結(jié)果，當(dāng)電纜徑向地向內(nèi)或向外移動時(shí)，它們與電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)相碰，使得電纜彎曲變形，并阻礙鐘表彈簧連接器的正常操作。本鐘表彈簧連接器使用了多個(gè)可以徑向地向內(nèi)或向外移動的電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140，因此防止了前面提到的環(huán)回設(shè)計(jì)鐘表彈簧連接器、尤其是使用單個(gè)電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的鐘表彈簧連接器所具有的問題。在分離的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140之間通過的電纜130也允許是比其他使用單個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的環(huán)回鐘表彈簧連接器相對更寬的電纜130，這是因?yàn)椴淮嬖谂c電纜130的放置相干涉的托架底座。更寬的電纜130允許更多數(shù)量的銅軌跡，或具有更大寬度的銅軌跡。然而，應(yīng)當(dāng)理解，其它實(shí)施例可以使每個(gè)電纜在單個(gè)導(dǎo)引機(jī)構(gòu)上的兩卷軸之間通過，即，通過該導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，而不是在導(dǎo)引機(jī)構(gòu)之間。這樣的實(shí)施例仍將保持允許引導(dǎo)機(jī)構(gòu)調(diào)整其位置的好處。
從圖4-6中可以看到，每個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140包括底座190和至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動地安裝在底座190上的卷軸200。卷軸200包括兩個(gè)直徑增大了的輪形部件202，它們被直徑縮小了的輪軸部件204連接。輪軸204可以轉(zhuǎn)動地安裝在開口192里，該開口192形成于底座190上使得輪軸相對于底座190可以轉(zhuǎn)動。在所述的實(shí)施例中，卷軸200被設(shè)計(jì)成卡配合于開口192中。在這方面，開口192被提供了一個(gè)側(cè)切口194，以允許輪軸204從側(cè)面橫向地滑進(jìn)開口190。值得注意的是可能存在其他實(shí)施例。例如，其中一個(gè)輪形部件202是可以被拆卸掉的，由此輪軸204可以通過圓形開口插入底座，隨之再將輪形部件安裝在輪軸上，將卷軸固定在底座上。
引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140包括柔性臂或元件210。柔性元件210從底座190的頂部和底部伸出，并與容納空間125的頂壁126和底壁127相接合。柔性元件210與頂壁126和底壁127的交界限制了引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140在容納空間125內(nèi)的垂直方向移動，由此減少了工作噪聲。當(dāng)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)在容納空間125里面移動時(shí)，柔性元件也起到引導(dǎo)電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的作用。柔性元件也減少了電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140與殼體部分110，120的接觸表面積，由此使得操作平滑，安靜。
引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140全部或部分部件，包括柔性元件210，由不同于形成殼體的材料形成。例如，殼體部分110，120可以由聚乙烯對苯二亞甲基(PBT)來制作，柔性元件210可以由聚甲醛(POM)或聚縮醛來制作。通過使用不同的材料來制作那些相互接觸移動的部件可以減少這些部件間因?yàn)橄嗷ツΣ炼a(chǎn)生的摩擦噪聲。
圖8-10示出可替代的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)220。在這個(gè)實(shí)施例中，卷軸250被可以旋轉(zhuǎn)地安裝在位于底座230上的立柱240上。提供了一個(gè)特征將卷軸250固定在立柱240上。在所述的實(shí)施例中，固定特征包括位于卷軸250上的閉鎖指245，閉鎖指與形成于立柱240頂部處的開口248相配合。在這個(gè)實(shí)施例中，卷軸250僅從底座230的一側(cè)伸出，例如，從底座的頂部。底座230可以包括以如同上面的與電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)140相關(guān)的所描述的方式與殼體100相接觸的柔性元件或臂260。襯墊270可以被安放在底座230的底部，以減少底座230與殼體底面127的接觸面積來降低噪聲。電纜130優(yōu)選地以上述方式穿過相鄰的電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)220之間。
如圖1所示，閉鎖夾280，如通常所提供的，用于防止套筒轉(zhuǎn)動，直到閉鎖夾280拆下為止。例如，在運(yùn)輸過程中，閉鎖夾280可以用來將鐘表彈簧連接器固定于它的中間或零位置。
圖11-17描述了可以被用來使相對大的電流通過鐘表彈簧連接器10的大電流電路的特定方面。值得注意的是此大電流電路可以和在本用途中所顯示的和描述的鐘表彈簧連接器之外的其他鐘表彈簧連接器一同使用，或與鐘表彈簧連接器之外的其他連接器一同使用。圖11示意地描述了大電流電路工作的方式。大電流，例如，14安培的電流例如，通過底座114上的引線框150進(jìn)入鐘表彈簧連接器。然后，電流被分開到一個(gè)或多個(gè)扁平電纜130上的多個(gè)減小電流路徑中。在所述的實(shí)施例中，正極大電流被分到三個(gè)減小電流路徑187中，位于三個(gè)的大/小電流撓性電纜142的每一個(gè)上。在鐘表彈簧連接器的另一端，減小電流路徑例如由套筒120上的大電流引線框170匯聚形成一個(gè)大電流路徑。然后大電流經(jīng)過一個(gè)設(shè)備，例如，被加熱的方向盤，并以上述方式經(jīng)過多路小電流路徑返回鐘表彈簧連接器。
參照圖12-14，引線框連接器170，180通過例如聲波焊和/或機(jī)械特征彼此連接，形成一個(gè)一體化的上(或套筒)引線框組件300。上引線框組件300被設(shè)計(jì)成安裝在套筒120上的插槽175里。
每一引線框170和180具有一個(gè)相應(yīng)的第一端302、304和一個(gè)相應(yīng)的第二端306、308。第一端302和304提供連接端子310-327，這些連接端子適于與外圍設(shè)備例如另一個(gè)連接器(圖中未顯示)的連接端子(圖中未顯示)相配合。在所述的實(shí)施例中，端子310-327包括雄端子或引腳，但是可以理解他們可以采取其他形式，例如雌連接器或?qū)щ娷壽E。在所述的實(shí)施例中，端子被分為小電流端子310-325和大電流端子326，327。端子326用作正極大電流端子，而端子326用作大電流接地端子。值得注意的是，端子的數(shù)量會根據(jù)其中使用上引線框組件300的特定用途而改變。
引線框170，180的第二端306，308被構(gòu)造成與撓性電纜130的端部相配合。特別是，大/小電流引線框170與三個(gè)大/小電流電纜142中每一個(gè)的端部相配合，而小電流引線框180與小電流扁平軟性電纜144的一端相配合。為此，電纜142，144的端部包括相應(yīng)的連接部分330，在該連接部分330處銅軌跡186，187，188被露出。在連接部分330的另一側(cè)，銅軌跡186，187，188被電纜142的絕緣材料332所覆蓋。從圖12中可以看到，小電流電纜144上的裸露的小電流軌跡188被構(gòu)造成與引線框180的第二端308上的相應(yīng)的小電流端子340-352相配合。引線框180的第一端304內(nèi)的每一個(gè)小電流連接端子310-322與引線框180的第二端308內(nèi)的相應(yīng)一個(gè)小電流端子340-352例如通過引線框180內(nèi)的導(dǎo)電路徑電互連。
同樣地，引線框170的第二端306提供端子353-357，這些端子定位成與三股大/小電流電纜142的連接部分330上的銅軌跡對齊并電配合。特別是，引線框170的第二端306包括三個(gè)小電流端子353，354，355，一個(gè)大電流正極端子356和一個(gè)大電流接地端子357。每個(gè)小電流端子353，354，355與第一端302內(nèi)的相應(yīng)一個(gè)小電流端子323，324，325電互連，而每個(gè)大電流端子356，357與相應(yīng)一個(gè)大電流端子326，327電互連。當(dāng)電纜被連接到引線框170的第二端306上時(shí)，每個(gè)小電流端子353，354，355在尺寸和位置上確定成與不同一根電纜142中的一個(gè)小電流軌跡188相匹配。相反地，大電流連接端356尺寸和位置確定成與三根電纜142上的大電流正極導(dǎo)電軌跡186相匹配，且大電流接地端子357尺寸和位置確定成與三根電纜142上的大電流接地軌跡187相匹配。因此，當(dāng)大電流流經(jīng)鐘表彈簧連接器時(shí)，大電流被分成六個(gè)減小的電流路徑一三股正極路徑186和三股地線187。將大電流在電纜130a，130b上被分成多個(gè)減小的電流路徑，使得大電流可以以比使用單個(gè)電流路徑的情況更低的溫度流經(jīng)連接器，例如，鐘表彈簧連接器10。
借助于圖15-17，引線框連接器150，160通過諸如聲波焊或機(jī)械特征彼此連接，形成一個(gè)一體的下(或基座)引線框組件400。下引線框組件400被構(gòu)造成安裝在底座114上的插槽155內(nèi)。每一個(gè)引線框150具有一個(gè)第一端402和一個(gè)第二端406，每一個(gè)引線框160包括一個(gè)第一端404和一個(gè)第二端408。第一端402和404提供連接端子410-427，這些連接端子適于與外圍設(shè)備，例如另一個(gè)連接器(圖中未顯示)的連接端子(圖中未顯示)相配合。在所述的實(shí)施例中，端子被分為小電流端子410-425和大電流端子426，427。端子426用作大電流正極端子，而端子426用作大電流接地端子。
引線框150，160的第二端406，408被構(gòu)造成可以與撓性電纜130的另一端相配合。特別是，大/小電流引線框160與三股大/小電流電142的端部相配合，而小電流引線框150與小電流電纜144端部上的連接部分330相配合。小電流電纜144上的裸露的小電流軌跡1 88構(gòu)造成與引線框160的第二端408內(nèi)的相應(yīng)的小電流端子440-455對齊并配合。引線框160的第一端404內(nèi)的每一個(gè)小電流連接端410-422與引線框180的第二端408內(nèi)的相應(yīng)一個(gè)小電流端子440-455例如通過引線框180內(nèi)的導(dǎo)電路徑電互連。
類似地，引線框150的第二端提供這樣的端子，這些端子定位成與三股大/小電流電纜142的連接部分330內(nèi)的銅軌跡對齊并電配合。特別是，引線框150的第二端406包括三個(gè)小電流端子453，454，455，一個(gè)大電流正極端子456和一個(gè)大電流接地端子457。每個(gè)小電流端子453，454，455與引線框第一端302內(nèi)的相應(yīng)一個(gè)小電流端子423，424，425電互連，而每個(gè)大電流端子456，457與相應(yīng)一個(gè)大電流端子426，427電互連。每個(gè)小電流端子453，454，455尺寸和位置確定成與不同一根電纜142內(nèi)的一根小電流軌跡188相匹配，相反，大電流正極端子456與所有三根電纜142上的正極導(dǎo)電軌跡187電配合，并且，大電流接地端子457與所有三根電纜142上的接地軌跡187電配合。
盡管借助優(yōu)選實(shí)施例對發(fā)明進(jìn)行描述，但是在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行的變形和等效替換，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說都是顯而易見的。此外，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可以對本發(fā)明的教導(dǎo)進(jìn)行許多修改以適應(yīng)特殊情形和材料。因此，意味著本發(fā)明并不限定在所述的特殊實(shí)施例中，本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種鐘表彈簧連接器，包括具有第一殼體部分和第二殼體部分的殼體，這兩個(gè)殼體部分可以相對彼此轉(zhuǎn)動，并界定了一個(gè)具有內(nèi)環(huán)形壁和外環(huán)形壁的容納空間；至少兩個(gè)安裝在容納空間內(nèi)的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，用于在容納空間內(nèi)徑向向內(nèi)和向外運(yùn)動；至少兩根柔性電纜，每一根電纜一端連接到第一殼體部分上而另一端連接到第二殼體部分上，每一根電纜具有沿第一個(gè)方向繞外環(huán)形壁纏繞的第一部分，沿與第一方向相反的第二個(gè)方向繞內(nèi)環(huán)形壁纏繞的第二部分，以及穿過兩個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)之間的環(huán)回部分。
2.如權(quán)利要求1所述的鐘表彈簧連接器，其中第一殼體部分包括一個(gè)底座和相配合的頂蓋，并且第二殼體部分包括可旋轉(zhuǎn)地安裝在底座和頂蓋之間的套筒。
3.如權(quán)利要求1所述的鐘表彈簧連接器，其中，每個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)底座和至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地安裝在底座上的卷軸。
4.如權(quán)利要求3所述的鐘表彈簧連接器，其中，每個(gè)卷軸包括通過輪軸連接的兩個(gè)部分，該輪軸與形成在底座上的相應(yīng)開口相配合，以允許卷軸相對于底座轉(zhuǎn)動。
5.如權(quán)利要求4所述的鐘表彈簧連接器，其中，輪軸卡配合到底座上的相應(yīng)的開口中。
6.如權(quán)利要求3所述的鐘表彈簧連接器，其中，每個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)底座，從底座伸出的直立立柱，和可旋轉(zhuǎn)地安裝在立柱上的卷軸。
7.如權(quán)利要求6所述的鐘表彈簧連接器，還包括形成于卷軸和立柱上的閉鎖特征，用來將卷軸閉鎖在立柱上。
8.如權(quán)利要求7所述的鐘表彈簧連接器，其中，閉鎖特征包括形成在卷軸上的柔性指，該柔性指適于與立柱上相應(yīng)的開口接合，以用于將卷軸閉鎖在立柱上。
9.如權(quán)利要求6所述的鐘表彈簧連接器，還包括位于引導(dǎo)機(jī)構(gòu)底座上的減小表面積的襯墊，該襯墊與容納空間內(nèi)部表面相接合，以減少與殼體接觸引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的表面積。
10.如權(quán)利要求1所述的鐘表彈簧連接器，其中，每一引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括柔性元件，該柔性元件適于接觸殼體，以減少卡塔聲和噪聲，并利于每一引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的平滑移動。
11.權(quán)利要求1所述的鐘表彈簧連接器，其中，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的數(shù)量與電纜的數(shù)量相同。
11.如權(quán)利要求1所述的鐘表彈簧連接器，還包括位于第一殼體部分上的引線框和位于第二殼體部分上的引線框，每一個(gè)引線框具有至少一個(gè)被連接到至少一根柔性電纜上的多個(gè)電流路徑上的端子，由此在大電流用途中，當(dāng)電流經(jīng)過鐘表彈簧連接器時(shí)，電流被分成多個(gè)電流路徑。
13.如權(quán)利要求1所述的鐘表彈簧連接器，還包括位于一個(gè)殼體部分上的用來從外部電源接收電流的裝置；位于鐘表彈簧連接器之內(nèi)、用來將電流分成多個(gè)在第一連接器部分和第二連接器部分之間延伸的電流路徑的裝置；以及位于第一和第二殼體部分中的另一殼體部分上、用來將多個(gè)電流路徑匯集成離開鐘表彈簧連接器的單個(gè)電流路徑的裝置。
14.一種鐘表彈簧連接器，包括具有第一殼體部分和第二殼體部分的殼體，這兩個(gè)殼體部分之間可以相對的轉(zhuǎn)動，并界定了一個(gè)具有內(nèi)環(huán)形壁和外環(huán)形壁的容納空間；至少兩個(gè)弧形的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，它們彼此相鄰地設(shè)置在容納空間里，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)在容納空間里自由地徑向和縱向地運(yùn)動，每一個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)底座和可轉(zhuǎn)動地連接在底座上的卷軸，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)將容納空間分成引導(dǎo)機(jī)構(gòu)和內(nèi)環(huán)形壁之間的內(nèi)部空間和引導(dǎo)機(jī)構(gòu)和外環(huán)形壁之間的外部空間；至少兩根柔性電纜，每一根電纜具有連接到第一殼體部分上的一端和連接到第二殼體部分上的另一端，每一根電纜具有沿第一個(gè)方向在外部空間延伸的第一部分和沿與第一方向相反的第二個(gè)方向在內(nèi)部容納空間延伸的第二部分，和一個(gè)反轉(zhuǎn)部分，此反轉(zhuǎn)部分經(jīng)過相鄰的兩個(gè)電纜引導(dǎo)機(jī)構(gòu)之間并且纏繞在位于其中一個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的卷軸上。
15.如權(quán)利要求14所述的鐘表彈簧連接器，其中，第一殼體部分包括一個(gè)底座和相配合的頂蓋；第二殼體部分包括可轉(zhuǎn)動地安裝在底座和頂蓋之間的套筒。
16.如權(quán)利要求14所述的鐘表彈簧連接器，其中，每一個(gè)卷軸包括通過輪軸連接的兩個(gè)部分，輪軸與形成在底座上的相應(yīng)開口相配合，以允許卷軸相對于底座轉(zhuǎn)動。
17.如權(quán)利要求16所述的鐘表彈簧連接器，其中，每一個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)底座，從底座伸出的直立立柱，和可轉(zhuǎn)動地安裝在立柱上的卷軸。
18.如權(quán)利要求14所述的鐘表彈簧連接器，其中，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的數(shù)量與電纜的數(shù)量相同。
19.如權(quán)利要求14所述的鐘表彈簧連接器，其中，至少一根電纜包含至少兩個(gè)電流路徑。
20.如權(quán)利要求19所述的鐘表彈簧連接器，其中，每一個(gè)導(dǎo)電路徑都具有相同的載流容量。
21.如權(quán)利要求14所述的鐘表彈簧連接器，還包括位于第一殼體部分上的引線框和位于第二殼體部分上的引線框，每一個(gè)引線框具有至少一個(gè)端子，該端子連接到至少一根柔性電纜上的多個(gè)電流路徑上，由此當(dāng)電流經(jīng)過鐘表彈簧連接器時(shí)，電流被分成多個(gè)電流路徑。
22.一種具有輸入端和輸出端的電連接器，該電連接器包括多個(gè)在連接器輸入端和輸出端之間延伸的內(nèi)部導(dǎo)電路徑；位于連接器輸入端的輸入端子，輸入端子被連接成將來自于連接器外面的單個(gè)電流路徑的電流分成多個(gè)內(nèi)部電流路徑；以及位于連接器輸出端的輸出端子，該輸出端子被連接成將來自于多個(gè)內(nèi)部電流路徑的電流匯集成離開電連接器的單個(gè)導(dǎo)電路徑。
23.如權(quán)利要求22所述的電連接器，其中，連接器包括鐘表彈簧連接器。
24.如權(quán)利要求22所述的電連接器，其中，導(dǎo)電路徑由在連接器輸入端和輸出端之間延伸的一根或多根柔性電纜來限定。
25.如在權(quán)利要求22所述的電連接器，其中，內(nèi)部導(dǎo)電路徑各自具有相同的載流容量。
26.一種電連接器，具有輸入端和輸出端，包括用來將電流傳遞給連接器輸入端的裝置；用來將電流分成至少兩路在連接器輸入端和輸出端之間延伸的電流路徑的裝置；用來在電連接器輸出端將電流路徑重新匯聚的裝置。
27.一種用于將電流通過具有輸入端和輸出端的電連接器的方法，該方法包括將電流傳遞給連接器的輸入端；把電流分成至少兩路在連接器輸入端和輸出端之間延伸的電流路徑，在電連接器輸出端將所述電流路徑重新匯聚。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，每一路分開的電流路徑承載相同量的電流。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述連接器是鐘表彈簧連接器。
全文摘要
一種環(huán)回型鐘表彈簧連接器(10)，包括第一殼體部分(110)和第二殼體部分(120)，它們可相對彼此轉(zhuǎn)動。第一殼體部分和第二殼體部分限定出一容納空間(125)。在該容納空間中，鐘表彈簧連接器包括兩個(gè)或多個(gè)柔性電纜以及兩個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)(140)。該電纜從一個(gè)殼體部分向另一個(gè)殼體部分傳導(dǎo)電流。引導(dǎo)機(jī)構(gòu)將容納空間分成內(nèi)部和外部，其中當(dāng)殼體部分相對于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)時(shí)電纜在此聚積。當(dāng)電纜在內(nèi)部或外部空間聚積時(shí)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)在容納空間中徑向向內(nèi)或向外移動，由此減小在連接器工作時(shí)柔性電纜纏繞的可能性。鐘表彈簧連接器還可以包括將大電流分成連接器中多個(gè)路徑的特征，因此減小了在大電流用途中的溫度。
文檔編號B60R16/027GK1714483SQ200380103622
公開日2005年12月28日 申請日期2003年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月7日
發(fā)明者戴維·J·萊因, 蘇里什·N·索塔, ?？恕·拉曼 申請人:蒂科電子公司