CN1071500C - 用于端接高速电缆屏蔽的*** - Google Patents

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Abstract

用于端接一对高速电缆的金属屏蔽的方法。该方法包括为电缆的金属屏蔽提供一个暴露部分，并且提供一个具有多个定位臂的导电端接件。每个定位臂可以从开放位置变成闭合位置。在定位臂处于开放位置时将金属屏蔽焊接在定位臂上。然后将定位臂变为闭合位置，使高速电缆正确地定位。

Description

用于端接高速电缆屏蔽的***
本发明涉及电连接器技术，特别是涉及用于端接高速电缆金属屏蔽，例如电缆的金属编织物的***。
典型的高速电缆包括由管状内介质围绕的中心导线或线心。屏蔽设置在内介质的外侧用于电缆的屏蔽和/或接地，这种典型的屏蔽是管状的金属编织物。然而，也可以使用一或更多纵向导线，并且通常称其“加敝线”。在屏蔽外侧围绕着合成电缆的是一个绝缘外套。
有各种类型的连接器用来端接高速电缆。典型的这类连接器具有端接到电缆中心导线或线心的接点。这样的连接器亦有用于端接高速电缆金属屏蔽的某种形式的端接件，通常是为了接地的目的。这类连接器的一种典型***是通过焊接把金属屏蔽端接到端接件上。为了同样的目的，其他的***使用卷曲方式至少把一部分端接件固定地卷曲在金属编织物上。
随着电子线路在各种工业(如计算机和通信工业)中的日益小型化以及电连接器相应的小型化，在端接小型高速电缆，特别是在端接电缆的金属屏蔽时已经出现了值得重视的问题。例如小同轴电缆的外径大约是0.090英寸。围绕导线/线心的内介质的外径可以是大约0.051英寸，而中心导线/线心的直径可以大约是0.012英寸。在使用中也有直径参数更小的同轴电缆。
在端接非常小的同轴电缆时遇到的问题是通常要环绕地端接电缆的金属屏蔽。例如在使用焊接方式时，(为了焊接的需要)在靠近金属屏蔽处所施加的热量对下述的内绝缘会造成热损伤，并且在实质上造成内绝缘的裂变和裂解。如果使用惯用的卷曲型端接，典型的卷曲力通常会使环绕电缆导线/线心的内绝缘被压扁或变形。
在高速电缆的金属屏蔽不是端接到柱形端接件上，而是把屏蔽端接到扁的端接件或接点上时，上述问题就变得更加复杂了。例如，把同轴电缆的管状金属屏蔽或编织物端接到印刷电路板的扁平接地电路片上的技术是公知的。通常是简单地使同轴电缆的管状金属编织物收缩成绞合线或“辫线”，再依次焊接到电路板的扁平接地片上。
在扁平接地体上端接电缆金属屏蔽或编织物的另一种方式已在1994年四月19日批准并且转让给本申请人的美国专利5,304,069号中公开。在此项专利中，若干同轴电缆的金属编织物被端接到高速信号传输端子模件的接地板上。同轴电缆的导线/线心被端接到模件的信号端子上。
在把高速电缆的管状金属屏蔽或编织物端接到例如印刷电路板的扁平接地片上，或是如上述美国专利的平面接地板上，或是接到任何其他形式的扁平或非管形端接件上时，本发明对已有的各种设计方案都有所考虑。应当明白，在端接到非管形端接件的情况下，在高速电缆的中心导线/线心从该导线/线心完全被管形金属屏蔽或编织物围绕的“受控环境”到该导线/线心与编织物分离的“非受控环境”之间会产生一个过渡区。希望这一过渡区具有尽量小的面积和(在电缆的纵向)尽量短的长度。金属屏蔽编织物的端接最好是在相对于整个电缆中心导线/线心接近180°的区域内(或是至少在两个点上)。扁平端接件最好要重叠或至少延伸到金属屏蔽或编织物与围绕电缆导线/线心的管状结构的分离点处。并且还希望任何给定高速电缆的金属屏蔽或编织物能端接到作为电缆中心导体/线心扁端接件的同一侧。
本发明是要解决上述的问题，并在用于把高速电缆的金属屏蔽端接到例如接地板的端接件上的一种改进的***中尽可能地满足上述的设计参数。
本发明的目的是提供一种端接同轴电缆金属屏蔽以及电缆屏蔽的端接件的新式和改进的方法，保证了焊接过程中的热量不会损伤绝缘层。
在一个解释性的实施例中，本发明的方法包括为高速电缆的金属屏蔽提供一个暴露部分，并且提供一个具有多个可以从开放位置变成闭合位置的定位臂的导电端接件。在定位臂处于开放位置时将金属屏蔽焊接在定位臂上。然后将定位臂变为闭合位置，使高速电缆正确地定位。
最好是在焊接之前把电缆的金属屏蔽与其内绝缘分开。这样就进一步保证了焊接过程中的热量不会损伤绝缘层。
如本文所述，在导电端接件上设有一个叶片部分，在叶片部分的相对边沿上具有一对相对的定位臂，用于把一对同轴电缆定位在二者之间。一对相对的定位臂被设置在叶片部分相对的各个侧面。叶片部分大体上是一个平面，当定位臂处于开放位置时，它们与叶片部分大体上处于同一平面上。在焊接之后，定位臂到达其闭合位置，与平面的叶片部分大体上垂直，从而限定了使同轴电缆最终定位的通道。
通过以下接合附图的详细说明可以看到本发明的其他目的，特征和优点。
本发明提出了具认为具有新颖性的本发明的特征。通过以下参照附图的说明可以理解本发明及其目的和优点，在附图中用相同的标号表示相同的部件，其中的：
图1是采用本发明的一种电连接器的透视图；
图2是大体上沿图1中2-2线所见的纵剖面图；
图3是用于形成端接件或是接地板的一片冲压成形金属坯料的透视图；
图4是接地板的透视图，其中的定位臂处于其开放位置，并且有一条同轴电缆的金属屏蔽被焊接在一个定位臂上；
图5与图4类似，但是表示了第二同轴电缆，其金属屏蔽被焊接在端接件同一侧面上的第二定位臂上；
图6与图5类似，但是表示了两个定位臂已被弯折到了闭合位置，并且使端接的同轴电缆在其间移动；
图7与图5类似，但是表示的端接件是翻转的，以便把两条附加同轴电缆的金属屏蔽焊接到设在端接件相反侧面上的其余两个定位臂上；
图8与图7类似，但是其中的其余两个定位臂朝着端接件的上方弯曲；以及
图9是连接器端接组件的一个透视图，其中包括图8所示的组件。
更详细地参照附图，首先是图1和2，本发明体现为一种屏蔽的电连接器，笼统地用10表示，它是一种混合电连接器，用于端接低速数据传输线的导线和高速或高频传输线的导线。具体地说，电连接器10包括安装有多个数据传输端子14(图1)的绝缘套12(图2)。统一用16表示的一个导电屏蔽基本上包住绝缘套12，并且具有围绕数据传输端子14的配合端向前伸出的遮盖部18。基本上对应美国专利US5,358428号(1994.10.25)的两只后壳(未示出)由套12和屏蔽16上向后伸出。外层模制罩20包括一个整体的电缆应力释放器22，它与包括数据传输线和高速或高频传输线的复合电缆24相接合。一对螺杆26穿过外层模制罩，并且在其向前的顶端26a具有外螺纹，以便把连接器固定到互补配合的连接器，仪表盘，或是其他结构上。
从图2中可以更清楚地看到，高速信号传输端子模件30从后端***设在绝缘套12中的通道31，。端子模件30包括一对相同的端子单元30a和30b，接地板32被夹在二者之间。每个端子单元包括柱34和一个槽口。各个端子单元上的柱从各个端子单元上延伸，通过接地板中的孔或槽口44(图3)进入另一个端子单元的槽口，从而把端子单元30a和30b作为组件固定到接地板32上。一旦组件被***图2所示的套12的通道31中，两个端子单元就能有效地把接地板夹在中间。通过各个端子单元上的斜锁闩36把端子模件保持在绝缘套内。
各端子单元30a和30b至少围绕着一个高速信号端子38构成外层模制罩。在图1的连接器中，一对端子38的接触端以及接地板32的前端在屏蔽16的环绕遮盖部18之内向前突出。端子38的后端38a被端接到在图2中统一用40表示的多个同轴电缆的中心导线/线心52上。如下所述，本发明特别着重于同轴电缆金属屏蔽56对接地板32端接的方式。
具体地说，图3中统一用＂B＂表示一个坯料，它是由导电金属板材冲压而成并且用它形成接地板32。坯料＂B＂大体上是T形的，并且包括即将形成接地板32的叶片部分的一个腿或是杆部42。叶片部分包括一个孔44，端子30a和30b的柱34(图2)从孔中伸出。一对翼或臂46在腿的一端从基本上相对的各自边沿上向外伸出。如下所述，这些翼即将构成接地板的定位臂。最后，在叶片部分42的相对边沿上冲压出倒刺或齿49，以便把接地板和端子单元30a和30b的组件固定在外套内部。
以下参见图4，在其中把图3中坯料＂B＂的翼46表示成两对定位臂50a和50b。一对定位臂50a处于接地板32上与叶片部分42相反的最前端。另一对定位臂50b位于比定位臂50a稍稍靠前的位置。在必要时，定位臂50a和50b可以从接地板32的端部向内分开，从而使接地板沿着电缆40从电缆的金属屏蔽56与内绝缘层54分开的位置上延伸。
实际上，在接地板32的板的相对边缘上具有一对相对的定位臂50a，并且在板的每个相对侧面上设有一对相对的定位臂50a和50b。一对50a设在叶片部分42的最后端，而另一对50b设在第一对的纵向前方稍有间隔的位置上。采用这种结构的接地板可以端接一至四条同轴电缆，这取决于连接器的规格。在计算机的应用中，可以用三条电缆来传送监视器的红，绿及兰的色调信号。第四条电缆可以用于传送平面屏幕监视器的象素时钟定时信号。
图4中还表示了同轴电缆40，每条电缆包括被管状内绝缘层54包围的中心导体或线心52。由管状金属编织物56构成的金属屏蔽包围着内绝缘层54。用一个塑料的绝缘外套58包住金属编织物56，从而形成整体的复合同轴电缆40。从图中可见，同轴电缆40的中心导体/线心52已经被剥开，从而暴露出给定的长度，以便焊接到一个高速信号传输端子38(图2)的内端38a(图9)上。电缆的外绝缘套58也被剥离，从而暴露出给定长度的金属屏蔽56。这样就能把暴露的屏蔽焊接到接地板32的一个挤压臂50a或50b上。
从图4中还可以看到，在接地板32由一块金属材料板冲压成形之后，把一条同轴电缆40的金属屏蔽56从绝缘54上拉开或是分开，并且放置在最前端的一个定位臂50a的上面，如图4所示。由于图示的同轴电缆金属屏蔽是由金属编织物构成的，编织物横跨着一个定位臂50a展开，最好是从臂的末端或顶端展开到接地板32的叶片部分42的中心。从图4中可见，绝缘54和导体/线心52也可以向上弯曲，以便进一步分开金属屏蔽和内绝缘。然后把绝缘焊接在一个定位臂的＂S＂点上。可以理解，如果象图中那样把金属编织物与内绝缘分开，就能将焊接过程中所需的热量与内绝缘隔离，以防对内绝缘造成损伤。
图5表示下一个加工步骤，此时把第二同轴电缆40′的金属编织物56焊接在另一个最前端的定位臂50a上。再把内绝缘向上弯曲，并且在焊接之前把金属屏蔽在定位臂上展开。
在如图5所示把同轴电缆40和40′的金属屏蔽56焊接到定位臂50a上之后，将内绝缘件45恢复其原始的直线结构，并且如图6所示把定位臂相对于接地板32的叶片部分42向上弯曲。最好把定位臂大体上弯曲成与叶片部分垂直的状态，从而形成大体上为U形的一个通道，如图6所示，以便把同轴电缆定位在定位臂之间。臂50的尺寸最好比内绝缘54稍长。叶片部分42后端的宽度至少应该是内绝缘54直径的二倍。因此，可以把两条电缆定位在叶片部分42的两个侧面上。采用这种结构，每条同轴电缆的屏蔽围绕着电缆的中心导体/线心在圆周上大约延伸180°。换句话说，在焊接的金属编织物的相对两端之间延伸的一条线同时穿过中心导体52。
本方法的下一个步骤是重复图4和5中的步骤，如图7所示把两条附加同轴电缆40″和40装在另外两个定位臂50b上。具体地说，把接地板32和端接好的同轴电缆40和40′翻转，把同轴电缆40″和40各自的内绝缘54向上弯曲，并且把同轴电缆40″和40的金属屏蔽56焊接在定位臂50b上，如图7中所示。
在把同轴电缆40′和40的金属屏蔽焊接到定位臂50b上之后，将内绝缘件恢复其原始的直线结构，并且如图8所示把定位臂大体上弯曲成与接地板32叶片部分42大体上垂直的状态。象定位臂50a一样，使定位臂50b形成大体上为U形的一个通道42，把同轴电缆40″和40定位在定位臂之间。叶片部分42最好是向后方延伸，或是至少重叠在外套58内侧的金属屏蔽的圆筒形结构被断开并且在臂50a和50b上展开的一点上。
一旦制成了图8所示的组件，包括上述焊接过程，就将组件与端子单元30a和30b以及高速信号传输端子38装配在一起，形成如图9所示并且在以上结合图2已经说明的端子模件30。通过焊接对焊或是其他手段把同轴电缆的中心导体/线心52固定到端子38(图9)的内端38a，用端子单元30a和30b把接地板32的叶片部分42夹在中间，如上述的图2中所示。然后如图2所示把端子模件安装在绝缘套12之内。
以上通过同轴电缆的金属屏蔽与接地板42构成的端接件32的端接说明了本发明的概念。然而，应该理解的是本发明的概念还可以等效地应用于金属屏蔽56与其他类型的端接件之间的端接，例如电气端子本身之间的端接。
显然，在不脱离本发明实质及核心特征的条件下还可以用其他特定的形式来体现本发明。因此，无论从哪方面来看，以上提出的实施例都是为了说明，而不是加以限制，并且本发明并不仅限于以上所述的细节。

Claims (10)

1．用于把一对电缆(40,40′)端接到设在电连接器(10)的绝缘套(12)内部的导电端接元件(32)上的方法，每条电缆具有一个内导体(52)，围绕至少一部分上述内导体的内绝缘(54)，围绕至少一部分上述内绝缘的金属屏蔽(56)，以及围绕至少一部分上述金属屏蔽的外绝缘套(58)，该方法包括以下步骤：
在上述每条电缆中从上述金属屏蔽周围除去一部分上述绝缘外套，从而暴露出上述金属屏蔽的一个暴露部分(56)，把上述电缆相对于上述导电端接件定位，上述端接件具有从叶片部分(42)的相对边沿上延伸的一对相对的定位臂(50a)，每个上述定位臂可以从接收位置变到夹持位置；
在上述定位臂处于上述接收位置时，把上述各条电缆的上述金属屏蔽的上述暴露部分焊接在一个上述定位臂上；以及
使上述定位臂变换到上述夹持位置，从而使上述电缆相对于上述导电端接件正确地定位。
2．按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括在把上述金属屏蔽的上述暴露部分焊接到上述定位臂(50a)上之前把上述各条电缆(40,40′)的上述金属屏蔽(56)从上述电缆的上述内绝缘上展开。
3．按照权利要求1的方法，其特征是上述每条电缆(40,40′)的上述金属屏蔽(56)的上述暴露部分(56)被焊接在一个上述定位臂(50a)上，焊接的区域从上述定位臂的最后端附近延伸到上述叶片部分(42)的纵向中心线附近。
4．按照权利要求1的方法，其特征是上述每条电缆(40,40′)的上述金属屏蔽(56)的上述暴露部分(56)被焊接在一个上述定位臂(50a)上，也就是把上述暴露部分焊接(S)在上述定位臂上。
5．按照权利要求1的方法，其特征是上述导电端接件(32)的上述叶片部分(42)大体上是一个平面的叶片部分(42)，上述一对定位臂(50a)从上述平面叶片部分的相对边沿上延伸，当上述定位臂处于上述接收位置时，上述叶片部分和上述定位臂处在共同的平面上，并且在上述定位臂变换到其各自的夹持位置之前把上述一对电缆(40,40′)的上述金属屏蔽(56)的上述暴露部分固定到上述定位臂的上述共同平面上。
6．按照权利要求5的方法，其特征是上述一对定位臂(50a)在一个平面内从上述叶片部分(42)的相对边沿上延伸，当上述定位臂处于其上述接收位置时，该平面与上述叶片部分大体上处于同一平面上，而当上述定位臂变换到上述夹持位置时，上述一对定位臂均与上述叶片部分大体上垂直。
7．按照权利要求6的方法，其特征是上述一对电缆(40)在上述电缆(40,40′)的上述暴露部分(56)被焊接到上述定位臂(50a)上时大体上被定位在上述叶片部分(42)上，并且，当上述定位臂变换到与上述叶片部分大体上垂直的位置时，上述定位臂构成了一个夹持上述一对电缆的通道。
8．按照权利要求5的方法，其特征是上述导电端接件(32)包括从叶片部分(42)的相对边沿上延伸的一对附加定位臂(50b)，从而由上述叶片部分和上述附加定位臂在上述共同平面的相对一侧构成一个附加的共同平面，并且，当上述附加定位臂处于接收位置时，把至少一条附加电缆(40″,40)的附加金属屏蔽(56)的附加暴露部分(56)焊接到上述叶片部分的上述附加平面上的至少一个上述一对附加定位臂上，并且把上述一对附加定位臂变换到各自的夹持位置。
9．按照权利要求8的方法，其特征是上述一对附加定位臂(50b)在一个平面内从上述叶片部分(42)的相对边沿上延伸，当上述一对附加定位臂处于其上述接收位置时，该平面与上述叶片部分的上述附加平面大体上处于同一平面上，而当上述附加定位臂变换到上述夹持位置时，上述一对附加定位臂均与上述叶片部分大体上垂直。
10．按照权利要求9的方法，其特征是上述附加电缆(40″,40)在上述附加电缆的上述附加暴露部分(56)被焊接到上述附加定位臂(50b)上时被定位在上述叶片部分(42)上，并且，当上述附加定位臂变换到与上述叶片部分大体上垂直的位置时，上述附加定位臂构成了一个夹持上述附加电缆的通道。
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