针织电磁干扰屏蔽罩及其构建方法与流程

本专利申请要求以下申请的权益：2014年6月11日提交的、序列号为62/010,910的美国临时专利申请，以及2015年3月10日提交的、序列号为14/643,638的美国实用专利申请，这些专利申请通过引用而整体并入本文。

发明背景

1.技术领域

本发明主要涉及电磁干扰屏蔽罩，更具体地，涉及纺织电磁干扰屏蔽罩。

2.相关技术

完全由金属丝制作的电磁干扰(EMI)屏蔽罩众所周知，如图1所显示。金属丝太坚硬很难针织，通常金属丝被编织成具有预定网格尺寸的网眼织物，用以阻挡电磁干扰通过其中，由此起到针对电磁干扰的阻挡物或屏蔽罩的作用。

编织金属丝的EMI屏蔽罩的制作不是一个简单的过程。在这类编织EMI屏蔽罩中所采用的金属金属丝材相当坚硬，这导致材料通常很难编织。在控制该过程时必须特别关注，以确保实现均匀的网格尺寸，这增加了生产这类产品的成本和复杂性。重要的是控制网格尺寸以生产具有均匀特性的EMI屏蔽罩，以及确信网格尺寸不至于大到允许电磁干扰通过屏蔽罩。必须小心控制，以便得到可商业化应用的产品。

除了其制造困难外，编织金属丝EMI屏蔽罩的另一缺点在于它们在使用中的稳健性。在首次安装时，网格尺寸希望以其制造的均匀状况出现，并且在屏蔽电磁干扰时是有效的。然而，已经发现，这类屏蔽罩的编织特性会使金属丝的相对位置在安装期间移位或随时流逝而移位，某些金属丝被推动而更靠在一起，而其他金属丝被拉得更开。这种网格尺寸的改变是不期望的，因为它导致产品彼此之间、甚至在给定产品的网格区域内产生不一致的性能。而且，在其中金属丝移位分开而增大网格尺寸(局部地或者在更大的区域内)的情形下，增大的间隙会大到允许电磁干扰通过屏蔽罩，这是非常不想要的。

技术实现要素：

按照本发明的一个方面，提供了一种针织EMI屏蔽罩。针织EMI屏蔽罩包括针织非金属纱的壁和至少一条插入金属丝。针织的非金属纱围绕插入金属丝成环，以将插入金属丝保持在其“如插入的”位置，由此使所述插入金属丝相对于非金属纱和相对于其本身和/或其它插入金属丝固定。因此，通过非金属纱的针织环而阻止插入金属丝移动，由此将插入金属丝保持在其最佳的电磁干扰屏蔽位置。

按照本发明的另一方面，插入金属丝延伸超出针织非金属纱的壁的相对侧，以提供金属丝的暴露的自由端，用于可操作地连接到电源地。

按照本发明的另一方面，针织非金属纱的壁是经编织物。

按照本发明的另一方面，金属丝被插入包含彼此并列的多条金属丝的金属丝束中，其中各金属丝束彼此平行地延伸。

按照本发明的另一方面，针织EMI屏蔽罩提供碰撞冲击保护和机械保护。

按照本发明的另一方面，提供了一种构建EMI屏蔽罩组件的方法。所述方法包括开始将一条或多条非金属纱彼此针织在一起而形成主体，所述主体包括具有大致沿长度方向彼此平行、在相对端部之间延伸的相对侧的壁。所述方法进行把至少一条金属丝放置在所述壁中的步骤。下一个步骤形成围绕金属丝的、非金属纱的针织环。所述方法还包括通过所述环使金属丝固定在预定位置处的步骤，其中所述金属丝相对于非金属纱和相对于其它金属丝固定。

附图说明

当结合对当前优选实施例和最佳模式的详细说明、所附权利要求和附图进行考虑时，将更好地理解本发明的这些和其它方面、特征与优点，在附图中：

图1是按照现有技术构建的编织EMI屏蔽罩，其被显示为置于多个金属丝束上；

图2是按照本发明的一个实施例构建的EMI屏蔽罩；

图3是图2所示EMI屏蔽罩的局部正视图；

图4是图2所示EMI屏蔽罩的放大局部后视图；

图5是图2所示EMI屏蔽罩的放大局部正视图；以及

图6是显示构建实施例的EMI屏蔽罩的步骤的流程图。

具体实施方式

更详细地参照附图，图2显示按照本发明的一个实施例构建的电磁干扰(EMI)屏蔽罩组件。EMI屏蔽罩组件20可用作附件，用来屏蔽导体、电缆、或者多个导体和电缆，诸如，高压导体或电缆，以防止电磁干扰对导体和电缆，以及对在导体和电缆附近的电子设备产生有害影响。EMI屏蔽罩组件20还很适于为其内容物提供碰撞冲击保护和机械保护。

EMI屏蔽罩组件20包括主体22，主体22具有针织非金属纱26的壁24和至少一条插入金属丝28。壁24具有相对侧30，相对侧30大致沿长度方向彼此平行地在相对端部32之间延伸。针织非金属纱26经由针织线迹(knit stitches)围绕金属丝28形成圈，也被称为环34，使得金属丝28保持在其“如被插入的”位置，由此使金属丝28相对于非金属纱26和相对于其本身和/或其它金属丝28固定。因此，通过非金属纱26的针织线迹或环34(图5)来阻止金属丝28移动，由此使插入金属丝28保持在其最佳的电磁干扰屏蔽位置，正如被初始插入和经由环固定的那样。

示例性实施例的针织非金属纱26的壁24是经编织物，在经编过程中，金属丝28沿纬线方向插入到想要的位置，以允许环34捕获金属丝28并将其保持在其期望位置，从而金属丝28相对于壁24保持固定。换句话说，通过使用纬纱插入或导入技术而将金属丝28针织到壁24中。针织机，诸如由岛精机制作所(Shima Seiki Mfg.,Ltd)制造的Mach 2X，可被用来针织非金属纱的壁24、插入金属丝28和形成电磁干扰屏蔽罩组件20。如果采用经编，可以通过使用任何类型的经编而来针织壁24，诸如，但不限于，棱纹针织(tricot knit)、米兰尼针织(Milanese knit)、或拉舍尔针织(Raschel knit)。示例性实施例的壁24还包括靠近壁24的相对侧30的、多个非金属纱26的边缘线迹36(图3和5)，用于将非金属纱26固定在壁24中。边缘线迹36可以采取许多形式，例如但不限于，镶边针织(selvage edge knitting)、盘整边缘针织(sideways-edge knitting)或起针边缘针织(cast-on edge knitting)。虽然示例性实施例的壁24是经编织物并且金属丝28沿纬线方向插入，但是应当理解，壁24可以是纬编织物，而金属丝28可沿经线方向插入。

根据应用场合，非金属纱26可以任何想要的纱的形式提供，诸如，作为例子而非限制，聚酯、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、丙烯酸、棉花、人造丝，以及所有上述的材料的阻燃(RF)版本，虽然如果作为FR材料提供，通常不需要高的温度额定值。如果想要高的温度额定值以及RF能力，则某些现在优选的非导电纱例如包括：间位芳纶(Nomex,Conex,Kermel)、对位芳纶(Kevlar,Twaron,Technora)、PEI(Ultem)、PPS和PEEK。

虽然在本发明的示例性实施例中没有采用，但非金属纱26的壁24可以被热定形，以帮助建立壁24的特定轮廓或形状。热定形可以允许壁24更好地遵循EMI屏蔽罩组件所要保护或屏蔽的部件的形状。在壁24被热定形的情况下，非金属纱26可被选择为可热定形的。热定形也可以有助于把纱28保持在其“如插入的”位置中，并且阻止金属丝28相对于非金属纱26和/或其它金属丝28发生任何移动。

示例性实施例的金属丝28是坚硬的金属丝28，然而应当理解，金属丝28例如可以是绞合金属丝或编结金属丝。虽然坚硬的金属丝28在机械上更坚固，但是绞合金属丝或编结金属丝可更好地适于其中EMI屏蔽罩组件20受到弯曲应力的应用场合，以便提供冗余度，或如果EMI屏蔽罩组件20必须是更柔韧的。另外，每条金属丝28还可以包括护套、绝缘层或其它涂层。例如，如果EMI屏蔽罩组件20打算被用在有害环境中的话，每条金属丝28可包括意在防腐的涂层。在金属丝28上的涂层还可以具有减小摩擦发生的好处，以及提供与不同类型金属的隔离，以减慢或终止金属丝28与金属丝28所接触的任何不同类型金属之间的电蚀作用。

金属丝28被显示为延伸超出壁24的相对侧30，以便提供延伸到每侧之外的多个暴露的自由端38。自由端38适于有效地连接到电源地。为了便于附接到电源地，导电的支架，诸如金属支架40，可操作地附接成与每个暴露的自由端38电连接，每个金属支架40适于立即附接到电源地，诸如经由紧固件开孔42，所述紧固件开孔42被配置成与EMI屏蔽罩组件20所附接的部件中的对应紧固插座对齐。正如图5中最好显示的，金属丝28被显示为被插入而提供金属丝28的分离金属丝束44，其中每个金属丝束44具有布置成彼此并列的多条金属丝28或金属丝28的多个分段。各个金属丝束44彼此平行地延伸，带有预定宽度w的、在相邻金属丝束44之间延伸的间隙46。由于环34固定金属丝束44以抵抗相对于壁24的移动，每个间隙46的宽度w的尺寸在制造、组装和使用期间得以保持不变。这样，确保金属丝束44提供对抗电磁干扰的持续保护。

如图4和5所示，本发明示例性实施例的金属丝28每条都包括在其自由端之间的、沿长度方向在非金属纱26的边缘线迹36的相邻凸条纹之间延伸的至少一个弯曲部48。因此，每条金属丝28被捕获，从而阻止金属丝28沿宽度方向在所述壁24的侧边30之间移动。由于环34本身帮助建立和保持金属丝28沿长度方向相对于壁24的布置，而不用任何弯曲部48，但金属丝28可以被允许沿宽度方向滑出其“如插入的”位置。在某些应用中，这可能是想要的，以便允许金属丝28在宽度方向上的调节，因此，应当看到，其它实施例的金属丝28可能不包括捕获在非金属纱26的环34之间的弯曲部48。形成非金属纱26的环34的针织过程可以由与壁24的其余部分相同类型的针织线迹形成，或可以由不同的针织线迹形成。

如图6的流程图所示，还揭示了构建EMI屏蔽罩组件20的方法。该方法包括把至少一条金属丝28导入具有大致互相平行地沿长度方向在相对端部32之间延伸的相对侧30的壁24中，而同时使一条或多条非金属纱26彼此针织，以形成包括壁24的主体22的步骤100。如上所述，非金属纱26的壁24是经编织物，因此在示例性实施例中，把至少一条金属丝28导入具有大致互相平行地沿长度方向在相对端部32之间延伸的相对侧30的壁24中，同时使一条或多条非金属纱26互相针织以形成包括壁24的主体22的步骤100还规定为把至少一条金属丝28沿纬线方向导入壁24中，而同时经编一条或多条非金属纱26。下一个步骤102围绕金属丝28形成非金属纱26的针织环，并且用环34把金属丝28固定在预定的位置，其中金属丝28相对于非金属纱26和相对于其它金属丝28固定。

构建示例性实施例的EMI屏蔽罩组件20的方法还包括提供金属丝28的延伸超出壁24侧边的多个暴露的自由端38的步骤。虽然示例性实施例的金属丝28的尺寸设成允许自由端38延伸超出壁24的侧边，但应当看到，壁24可以在第二次操作中被修剪，以便暴露自由端38。因此，该方法可以规定通过在相对侧30处切割非金属纱26的壁24以暴露金属丝28的自由端38而提供金属丝28的多个暴露的自由端38的步骤。示例性实施例的构建EMI屏蔽罩组件20的方法还包括把自由端38连接到至少一个导电支架的步骤。

回过来参照图4，示例性实施例的构建EMI屏蔽罩组件20的方法包括弯曲金属丝28的一部分和把弯曲的部分固定在壁24的非金属纱的环34之间。如前所述，示例性实施例的金属丝28被布置成互相并排的关系，以提供多个金属丝28的离散的金属丝束44。因此，方法还包括形成金属丝28的至少一个离散的金属丝束44的步骤。而且，方法可以利用绞合或编结的金属丝28。至少一个实施例的方法还可以包括用非金属纱26形成边缘线迹36，以完成壁24的主体22的相对侧30的步骤。

鉴于以上的教导，本发明的许多修正方案和变形例是可能的。因此，应当看到，本发明可以不同于具体描述的那样被实践，以及本发明的范围由任何最终允许的权利要求规定。