具有结合的线长丝的保护性套筒及其构建方法与流程

本专利申请要求2014年7月16日提交的、序列号为14/333,342的美国实用专利申请的权益，所述专利申请的整个公开内容被认为是本专利申请公开内容的一部分，并且在此通过引用而并入本文。

发明背景

1.技术领域

本发明主要涉及用于保护伸长部件的管状套筒，更具体地，涉及提供针对电磁干扰、射频干扰和静电放电中至少一项的防护的、具有线长丝的管状套筒。

2.相关技术

众所周知，由于在附近的导电体之间的感应耦合和电磁波传播所引起的干扰，电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)和静电放电(ESD)对于电子部件的正确运行造成潜在问题。例如，与汽车中的电力系统相关联的导体中的电流可以在各种电子部件中，诸如在控制引擎功能的电子模块中，感应寄生信号。这样的干扰会恶化汽车中的控制模块或其它部件的性能，由此使汽车不能如期望的那样进行工作。

类似地，在计算机网络或其它通讯系统中，电力线与数据承载线之间的感应耦合可能对正在网络上传送的数据造成恶化的效果。

可以通过对电磁干扰、射频干扰和静电放电敏感的部件进行适当的屏蔽和接地来有效消除电磁干扰、射频干扰和静电放电的有害影响。例如，可以通过使用保护性套筒来屏蔽可能受到不想要的干扰的控制信号承载线。套筒通常可以是扁平的或圆柱形的，其中套筒由导电的组成部分和非导电的组成部分制成，其中导电的组成部分典型地在套筒制造期间经由与套筒交织的漏电引出线而接地。典型地，导电的组成部分采取聚合物长丝的形式，诸如尼龙，其上涂覆有导电金属，诸如银涂层。另外，已知的是将单个线束与标准的非导电单长丝和/或多长丝纱绞合或卷起，而形成导电的“混合纱”。

虽然如以上描述那样构建的射频干扰、电磁干扰和静电放电套筒通常可在消除电干扰方面是有效的，但该套筒在制造时，特别是当使用诸如银那样的昂贵涂层时是相当昂贵的，并且在建立和保持导电的织物组成部分之间的导电连接时可能呈现某些低效率。另外，导电涂层可能被磨损，由此影响套筒提供和保持针对射频干扰、电磁干扰和静电放电的防护能力。而且，用与标准的非导电单长丝和/或多长丝纱绞合或卷起的混合纱所构建的套筒在冷切割以后通常呈现末端磨损，因为线和标准的非导电单长丝和/或多长丝纱没有彼此固定或以其他方式结合在一起，因此它们可以相对彼此自由移动。而且，混合纱在被交织时往往倾向于相对彼此移位，由此潜在地负面影响提供和保持最大的屏蔽射频干扰、电磁干扰和静电放电的能力。移位具有的负面影响是因为线从它们原先打算的位置移开，这往往倾向于在线之间形成扩大的孔，其中扩大的孔将恶化套筒屏蔽射频干扰、电磁干扰和静电放电的性能。因此，希望有一种射频干扰、电磁干扰和静电放电屏蔽，其在制造中更经济且更能抵抗末端磨损，在使用时更有效且更不易受交织线的变动、移位或损坏的影响，更可靠地抵抗磨损，并且呈现延长的使用寿命。

根据本发明制造的保护性套筒克服或至少大大地减小了上述现有技术的那些限制。

技术实现要素：

提供了一种织物套筒，用于保护伸长部件免受电磁干扰、射频干扰或静电放电中至少一项的影响。套筒包括沿纵轴在相对末端之间延伸的壁。所述壁由互相交织的多根长丝制成，其中至少一根长丝以连续的导电线束形式提供，并且至少一些长丝以可热熔的非导电长丝形式提供。可热熔的非导电长丝在多个结合点处抵接连续的导电线束。在结合点处，连续的导电线束至少部分嵌入与可热熔的非导电长丝的结合固定结构中。

根据本发明的另一方面，壁可以具有大致平行于纵轴延伸的相对边缘，并且还可以包括至少一根热定形的长丝，所述热定形的长丝将相对边缘偏置成互相重叠的关系。

根据本发明的另一方面，可热熔的非导电长丝可以是单长丝。

根据本发明的另一方面，可热熔的非导电长丝可以是多长丝。

根据本发明的另一方面，热定形的长丝可以是单长丝。

根据本发明的另一方面，可热熔的非导电单长丝和至少一个热定形的单长丝可以双组分单长丝的形式提供，所述双组分单长丝具有可热熔材料制成的外壳和可热定形材料制成的内核，所述可热熔材料具有第一熔化温度，所述可热定形材料具有大于所述第一熔化温度的第二熔化温度。

根据本发明的另一方面，至少某些双组分单长丝可以围绕纵轴周向延伸。

根据本发明的另一方面，所述壁可以用大致平行于纵轴延伸的经纱和大致垂直于纵轴延伸的纬纱编织，其中至少某些经纱可以连续的导电线束的形式提供，至少某些纬纱可以可热熔的非导电单长丝和热定形的单长丝，或双组分的可热熔外壳/可热定形内核的单长丝形式提供。

根据本发明的另一方面，多根长丝可彼此编织而形成大致菱形的孔，其中通过结合点，所述大致菱形的孔的尺寸和形状本质上保持不变。

根据本发明的另一方面，可热熔的非导电长丝可以是多长丝。

根据本发明的另一方面，所述壁可以是无接缝的，并且围绕纵轴周向连续。

根据本发明的另一方面，提供了构建用于保护伸长部件免受电磁干扰、射频干扰或静电放电中的至少一项损害的织物套筒的方法。该方法包括通过使多根长丝彼此交织以形成沿纵轴在相对末端之间延伸的壁，以连续的导电线束的形式提供至少一根长丝，以可热熔的非导电长丝的形式提供至少一根长丝。而且，使所述连续的导电线束至少部分地嵌入所述可热熔的非导电长丝，并固定连续的导电线束以免与所述可热熔的非导电长丝发生相对运动。

根据本发明的另一方面，该方法还可以包括使可热熔的非导电长丝热熔而与连续的导电线束的结合固定附接。

根据本发明的另一方面，该方法还可包括通过热定形所述多根长丝中的至少一根而将所述壁的相对边缘偏置成互相重叠的关系。

根据本发明的另一方面，方法还可包括在同时的操作过程中进行热熔化和热定形。

根据本发明的另一方面，方法还可包括在编织过程中进行交织。

根据本发明的另一方面，方法还可以包括在大致平行于纵轴的经线方向和在大致垂直于纵轴的纬线方向上编织连续的导电线束。

根据本发明的另一方面，方法还可以包括以双组分单长丝的形式提供可热熔的非导电长丝，所述双组分单长丝包含由具有第一熔化温度的可热熔材料制成的外壳和由具有大于所述第一熔化温度的第二熔化温度的、可热定形的材料制成的内核。

根据本发明的另一方面，方法还可以包括使双组分的外壳热熔化而与连续的导电线束的结合固定附接，以及通过热定形双组分的内核而使所述壁的相对边缘偏置成互相重叠的关系。

根据本发明的另一方面，方法还可以包括以混合长丝的形式提供连续的导电线束，所述混合长丝包括与非导电多长丝绞合或卷起的至少一个连续的导电线束。

根据本发明的另一方面，方法还可以包括在编结过程中进行交织。

根据本发明的另一方面，方法还可以包括在针织过程中进行交织。

附图说明

鉴于以下对本优选实施例和最佳模式的详细说明、所附权利要求和附图，本领域技术人员将很容易看到这些与其它特征和优点，在附图中：

图1A是根据本发明的一个优选实施例构建的自缠绕套筒的透视图；

图1B是根据本发明的另一个优选实施例构建的自缠绕套筒的透视图；

图1C是根据本发明的另一个优选实施例构建的自缠绕套筒的透视图；

图2是根据本发明的另一实施例构建的无缝套筒的透视图；

图3A-3F是用来构建根据本发明各方面的套筒的长丝的放大视图；以及

图4A-4E是根据本发明各方面构建的套筒壁的局部放大示意图。

具体实施方式

更详细地参照附图，图1A显示根据本发明的一个优选实施例构建的自缠绕套筒10。套筒10具有沿纵轴14在相对的开放末端16，18之间延伸的壁12，并且形成空腔15，用于保护性接纳要被保护的伸长部件17，作为例子而非限制，诸如线或铠装线(wire harness)。壁12由互相交织的多根长丝形成，其中术语长丝打算包括单长丝和/或多长丝，此后如有必要，再具体给出长丝的类型。至少一根长丝以连续的导电线束20形式提供(图3A-3C)，至少某些长丝以可热熔的非导电长丝22形式提供(图3D-3F)，无论是可热熔单长丝还是可热熔多长丝。在多个热熔的结合点，也称为节点24，可热熔的非导电长丝22抵接连续的导电线束20，在某些情形下，沿其整个长度或基本上整个长度抵接导电线20。在节点24处，连续的导电线束20至少部分嵌入和结合到与可热熔的非导电长丝22的固定附着结构中，并且可能沿其长度，因此把线20固定在其打算的位置，防止相对于它所结合的长丝发生有害的移动，由此最大化和保持套筒10对抗电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)、或静电放电(ESD)中至少一项的电屏蔽有效性，同时也防止线20和其它长丝的末端磨损，诸如在用于形成末端16，18的冷切割操作期间和之后。

壁12可被形成为周向连续且无接缝的壁(图2)，有时被称为“闭合套筒”，或被形成为具有大致平行于纵轴14延伸的相对边缘26，28的“开放”套筒(图1A)。为了易于使开放型结构的相对边缘26,28偏置成互相重叠的关系，壁12还可以包括至少一根非导电的、可热定形的聚合物长丝30，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚苯硫醚(PPS)的单长丝，例如，它可以在约200-225摄氏度之间的温度下被热定形。可热熔的非导电长丝22和可热定形的非导电长丝30可以双组分单长丝32的形式(图3C)被提供，所述双组分单长丝32具有形成可热熔的非导电长丝22的、由具有第一熔化温度的材料制成的外壳和形成可热定形的非导电长丝30的、由具有大于第一熔化温度的第二熔化温度的可热定形材料制成的中心核。

在一个当前优选的实施例中，线20，作为例子而非限制，诸如不锈钢，与非导电长丝34，作为例子而非限制，诸如非导电多长丝34，卷起(图3B)或绞合(图3C)，其中多长丝34可以任何想要的材料提供。组合的线20和非导电长丝34形成混合纱35，它可被交织为单纱长丝。非导电部件34优选以多长丝纱形式被提供，它为套筒10提供更软的质地、增强的褶裥，以及增强的噪声抑制特性，尽管如此，单长丝可被用作非导电部件34，如果对于打算的应用是想要的话。根据应用领域，作为例子而非限制，非导电部件34可以由涤纶、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、丙烯酸、棉花、人造丝和所有上述材料的阻燃(FR)版本形成，虽然如果作为阻燃材料提供的话通常并不需要高温等级值。如果高温等级值连同阻燃能力一起都是想要的，则某些当前优选的非导电部件包括，例如，间位芳纶(Nomex,Conex,Kermel)、对位芳纶(Kevlar,Twaron,Technora)、PEI(Ultem)、PPS和PEEK。线20的单根长丝，例如，直径约为50-150μm，并且可以为套筒10提供对捆束在套筒10内的伸长部件17抵抗电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)和静电放电(ESD)中的至少一项的防护。一旦被放置在套筒10的空腔15内，伸长部件17就受到抵御不想要的电干扰、诸如感应干扰的最大保护，由此，为连接到伸长部件17的任何电气部件，诸如控制电机，提供最大的工作效率。另外，套筒10阻止被捆束的伸长部件17受到任何相邻电气组件的电气干扰。

如图4A所示，壁12被显示为交织的混合纱35沿大致平行于纵轴14的经线方向和沿大致垂直于纵轴14的纬线(填充)方向延伸。壁12被显示为编织的，诸如呈平纹编织图案，虽然也可以使用其它的编织图案，诸如斜纹，缎纹等等。壁12被显示为只具有沿经线方向延伸的混合纱35；然而，它包括沿纬线方向延伸的、可热熔的长丝22和可热定形的长丝30，其中如果想要的话，可热熔的长丝22和可热定形的长丝30以双组分长丝32形式被提供。在显示的例子中，沿纬线方向延伸的双组分长丝32以彼此并排的方式用混合纱35中的对应一根混合纱编织，并且可以被编织为邻近每根混合纱35具有一根或多根双组分长丝32，作为例子而非限制，被显示为一对双组分长丝32。这样，应当意识到，沿纬线方向延伸的混合纱35和双组分纱32可以彼此相同的相位编织，从而它们在同一个沿经线延伸的混合纱35的上方和下方延伸。另外，应当意识到，它们可以彼此独立地被编织，从而它们彼此处于不同的编织相位。

在编织壁12以后，壁12可被卷曲，使得相对边缘26，28变成互相重叠的关系，这时可以把适当的热施加到卷曲的壁12上，以便同时热定形可热定形的长丝30，而不用使它熔化，同时在同一时间和温度下，至少部分地使可热熔的长丝22熔化，然后在接合点24处固化成与线20结合的关系，以使线20固定在它们的“正如交织的”和“正如接合的”缠绕位置。因此，在被结合和至少部分嵌入可热熔的长丝22的热熔材料中后，阻止线20从其“正如交织的”位置移位。

在图1B中显示了根据本发明的另一方面构建的套筒110，其中使用与以上所使用的相同标号偏移100来表示相同的特征。套筒110不是被编织而是被编结，以形成具有相对边缘126，128的壁112，相对边缘126，128在相对末端116，118之间大致平行于纵轴114延伸。当然，正如与套筒10一样，以及正如图2中所显示的，套筒110的壁112可被形成为周向连续且无接缝的壁。正如图4B-4E中最好地显示的，可以通过以不同的编结图案和用不同类型的长丝120，122来编结线120与可热熔的非导电长丝122，以构建壁112的不同实施例。例如，线120可以单个线束的形式被提供，诸如图3A中显示的，或以混合长丝135的形式被提供，诸如图3B-3C中显示的，如以上讨论的。而且，可热熔的长丝122可以可热熔材料的单个线束的形式被提供，诸如图3E所示的多长丝，或可以图3F所示的单长丝形式被提供，或可以图3D所示的双组分长丝132形式被提供，如以上讨论的。在编结壁112之后，壁112可被卷曲，将相对边缘126,128置于互相重叠的关系，此时可以把适当的热施加到卷曲的壁112上，以同时热定形所述可热定形的长丝130，如果提供的话，而不用使它熔化，至少部分熔化，然后固化该可热熔的长丝122，在节点124处把线120结合和固定在其“正如编结的”位置。因此，防止线120在节点124处被结合和至少部分嵌入可热熔长丝122的热熔材料之后从其“正如编结的”和缠绕的位置移开。应当意识到，线120可以与可热熔的长丝122或双组分长丝132编结成各种编结结构，诸如图4B中所示，其中线120的各个长丝与可热熔的长丝122或双组分长丝132编结和结合。另外，线120可以经由混合长丝135被编结成与可热熔长丝122或双组分长丝132成并排关系(图4C-和4D)。在图4C和4D中，混合纱135被显示为线122与多长丝134绞合，诸如以上关于图3C所讨论的，在图4E中，混合纱135被显示为线122与非导电、可热熔单长丝122绞合。无论壁112如何被编结，由连续的导电线束122形成和接合成大致菱形的孔36，其中大致菱形的孔36的尺寸通过结合点124固定，由此保证线122维持希望的编结图案，以提供抵抗电干扰的可靠屏蔽。

在图1C中显示了根据本发明的另一方面构建的套筒210，其中使用与以上所使用的相同的标号加上偏差200来标识相同的特征。套筒210不是被编织或编结的，而是用至少一根线与可热熔的部件针织的，不管所述线是单独的线或者混合纱，如以上讨论的，也不管所述可热熔的部件是单长丝、多长丝或双组分，如以上讨论的，以形成具有在相对末端216，218之间大致平行于纵轴214延伸的相对边缘225，228的壁212。当然，壁212用以连续的导电线束的形式提供的至少一根长丝(图3A-3C)和以可热熔的非导电长丝形式提供的至少某些长丝(图3D-3F)针织。与以前的实施例一样，针织的可热熔的非导电长丝在多个接合点处抵接连续的针织导电线束，使线固定在其与各自可热熔的非导电长丝的“正如结合的”位置。当然，如以前的编织和编结的实施例一样，针织的壁212可被形成为周向连续且无接缝的壁(图2)。

显然，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，应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以与具体描述的那些不同的方式实践。