电屏蔽连接器的制作方法

文档序号:11872147阅读:152来源:国知局
电屏蔽连接器的制作方法与工艺

本发明涉及一种电屏蔽连接器,尤其是一种被配置为附连至屏蔽线缆末端的电屏蔽连接器。



背景技术:

数字数据处理器速度的增加导致了数据传输速度的增加。用于将电子部件连接至数字数据处理器的传输介质必须被构建为在各种部件之间高效传送高速数字信号。诸如光纤电缆、同轴电缆、或双绞线电缆之类的有线介质可适用于其中被连接的部件处于固定位置且相对接近的应用场合,例如,相隔小于100米。光纤电缆提供一种可支持高达接近每秒100吉比特(Gb/s)的数据率且几乎不受电磁干扰的传输介质。同轴电缆当传输数字数据时支持高达10Gb/s的数据传送速率且对电磁干扰有良好的抗扰性。双绞线电缆可支持高于5Gb/s的数据率,尽管这些电缆通常在电缆内需要专用于传输或接收线路的多个双绞线。双绞线电缆的导体提供了对电磁干扰的良好抗性,可通过在电缆内包括对双绞线的屏蔽来改善抗性。

诸如通用串行总线(USB)3.0以及高清晰度多媒体接口(HDMI)1.4之类的数据传输协议需要达到或高于5Gb/s的数据传送速率。光纤和双绞线电缆两者都能够以这些传送速率来传输数据,然而,光纤电缆易损(需要现场服务)且比双绞线昂贵得多,使得它们对于不需要高数据传送速率和电磁干扰抗扰性的应用来说较缺乏吸引力。

汽车和卡车中的信息娱乐系统以及其他电子系统开始需要能够输送高数据率信号的电缆。汽车级电缆必须不只是能够满足环境要求(例如,振动、热寿命、防潮性以及EMC),它们也必须足够柔韧以便在车辆线束布线且具有低质量以帮助满足车辆燃料经济性需求。因此,需要一种具有高数据传送速率的、具有低质量且足够柔韧以被封装在车辆线束内,同时满足目前不能由光纤电缆满足的成本目标的线缆。尽管对这种线缆给出的特定应用是汽车,这种线缆可能还会发现其他应用,诸如航空航天、工业控制或其他数据通信。

背景技术章节中所讨论的主题不应当只因为它在背景技术章节中提到而仅被认为是现有技术。类似地,背景技术章节中提及的或与背景技术章节的主题相关联的问题不应当被假设成已在现有技术中预先意识到的。在背景技术中的主题仅表示不同的方法,其本身也可能是发明。



技术实现要素:

根据本发明的一实施例,提供了一种被配置为附连至屏蔽线缆末端的电屏蔽连接器,所述屏蔽线缆具有导电线缆以及纵向环绕所述导电线缆的屏蔽导体,所述屏蔽导体通过内绝缘体与导电线缆隔开,所述屏蔽线缆还具有至少部分地环绕所述屏蔽导体的绝缘护套。所述电屏蔽连接器包括被配置用于与对应的配对电屏蔽连接器连接的连接部分,以及被配置为纵向接收所述屏蔽导体的末端的电缆附连部分。所述电缆附连部分定义了被配置成接触并凹入所述屏蔽导体的第一突起。

所述电缆附连部分可定义被配置用来附连至所述屏蔽导体的所述末端的导体压接翼(conduct crimp wing),所述导体压接翼可定义被配置成接触并凹入所述屏蔽导体的第二突起。所述电缆附连部分可定义多个导体压接翼,所述多个导体压接翼中的每个导体压接翼可定义被配置成接触并凹入所述屏蔽导体的第二突起。

所述电缆附连部分在所述电缆附连部分的内表面定义了滚花图案。此滚花图案包括多个压痕,其中所述多个压痕中的每个压痕具有菱形形状,其中第一对相对内角之间定义了通常为纵向的较小距离,而与所述第一对相对内角不同的第二对相对内角之间定义了较大距离,其中所述通常为纵向的较小距离比所述较大距离小。所述电缆附连部分可进一步包括被配置用于附连至所述绝缘护套的末端的绝缘体压接翼。所述绝缘体压接翼可定义具有压尖端的叉齿,所述压尖端被配置成穿透所述绝缘护套,而所述叉齿的末端被配置为不穿透所述内绝缘体。

所述连接部分可定义被配置为纵向地围绕附连至所述导电线缆的电端子的护罩。所述护罩定义邻接所述电端子与所述导电线缆之间的连接位置的浮凸,其中所述浮凸增加了所述连接与所述护罩之间的距离。所述电屏蔽连接器被配置成设置在电连接器主体的空腔内部,其中所述电屏蔽连接器定义了三角形锁柄,所述三角形锁柄包括第一自由边缘和第二自由边缘,所述第一自由边缘从所述电屏蔽连接器延伸出且定义了一个相对于所述电屏蔽连接器的纵轴的锐角,所述第二自由边缘同样从所述电屏蔽连接器延伸出,所述第二自由边缘大体上垂直于所述纵轴且被配置为与在所述电连接器主体的所述空腔内的锁定边缘接合,从而抑制所述电屏蔽连接器从所述空腔移除,所述第一自由边缘以及所述第二自由边缘从所述电屏蔽连接器突出。

在阅读本发明的优选实施例的下列详细描述后,本发明进一步的特征和优势将更清楚地表现,这些优选实施例仅作为非限制性示例且结合附图给出。

附图说明

现在将参考附图借助示例来描述本发明,在附图中:

图1是根据第一实施例的具有绞合导线的线缆组件的线缆的透视剖视图;

图2是根据第一实施例的图1的线缆的截面图;

图3是根据第二实施例例示出图1的线缆的扭绞捻距的线缆的部分剖视图;

图4是根据第三实施例的具有实心导线的线缆组件的线缆的透视剖视图;

图5是根据第三实施例的图4的线缆的截面图;

图6是根据第四实施例的具有实心排扰线的线缆组件的线缆的透视剖视图;

图7是根据第四实施例的图6的线缆的截面图;

图8是根据第五实施例的线缆的截面图;

图9是例示出若干高速数字传输标准的信号上升时间以及所需的电缆阻抗的图表;

图10是根据若干实施例例示出图1至7中的线缆的各种性能特征的图表;以及

图11是根据若干实施例的图1至7中线缆的差分插入损耗对信号频率的曲线图;

图12是根据第六实施例的线缆组件的分解透视图;

图13是根据第六实施例的图12的线缆组件的部件的子集的分解透视图;

图14是根据第六实施例的图12的线缆组件的插座和插头端子的透视图;

图15是根据第六实施例的包含在载体条中的图12的线缆组件的插座端子的透视图;

图16是根据第六实施例的装在插座端子支座内的图15的插座端子组件的透视图;

图17是根据第六实施例的包括插座端子盖的图16的插座端子组件的透视图;

图18是根据第六实施例的图13的线缆组件的透视组件图;

图19是根据第六实施例的包含在载体条中的图12的线缆组件的插头端子的透视图;

图20是根据第六实施例的装在插头端子支座内的图19的插头端子组件的透视图;

图21是根据第六实施例的图13的线缆组件的插头连接器屏罩的一半的透视图;

图22是根据第六实施例的图13的线缆组件的插头连接器屏罩的另一半的透视图;

图23是根据第六实施例的图13的线缆组件的插座连接器屏罩的一半的透视图;

图24是根据第六实施例的图13的线缆组件的插座连接器屏罩的另一半的透视图;

图25是根据第六实施例的图12的线缆组件的插座连接器屏罩组件的透视图;

图26是根据第六实施例的图12的线缆组件的插座连接器主体的截面图;

图27是根据第六实施例的图12的线缆组件的插头连接器屏罩组件的透视图;

图28是根据第六实施例的图12的线缆组件的插座连接器主体的透视图;

图29是根据第六实施例的图12的线缆组件的插头连接器主体的透视图;

图30是根据第六实施例的图12的线缆组件的插头连接器的截面图;

图31是根据第六实施例的图12的线缆组件的透视图;

图32是根据第六实施例的图12的线缆组件的替换透视图;

图33是根据第六实施例的图12的线缆组件的截面图;

34是根据第七实施例的具有绞合导线的线缆组件的线缆的透视断面图;

图35是根据第七实施例的图34的线缆的截面图;

图36是根据第八实施例的具有实心导线的线缆组件的线缆的透视断面图;

图37是根据第八实施例的图36的线缆的截面图;

图38是根据第九实施例的具有接触凸块以及滚花接触图案的连接器屏罩的透视图;

图39是根据第九实施例的图38的接触凸块的截面图;

图40是根据第九实施例的图38的连接器屏罩以及电缆组件的俯视图;

图41是根据第九实施例的图38的连接器屏罩以及电缆组件的透视俯视图;

图42是根据第九实施例的图38的连接器屏罩以及电缆组件的透视仰视图;

图43是根据第九实施例的图38的连接器屏罩以及电缆组件的截面图;

图44是根据第九实施例的图38的滚花图案接触图案中的凹痕的示图;

图45是根据第九实施例的图38的线缆组件的插座连接器屏罩的俯视图;

图46是根据第九实施例的图38的线缆组件的插座连接器屏罩的透视图;

图47是根据一个实施例的图12的线缆组件的插头连接器的俯视图;

图48是根据第九实施例的图38的线缆组件的插头连接器的侧视图;以及

图49是针对根据第六实施例的图13的连接器屏罩与根据第九实施例的图38的连接器屏罩将电缆与屏蔽电阻进行对比的图表。

具体实施方式

本文介绍的是能够以高达每秒5吉比特(Gb/s)(每秒5亿比特)的速率输送数字信号以支持USB 3.0以及HDMI 1.4这两种性能规范的线缆组件。线缆组件包括具有一对导线(线对)以及导电薄片与编织导体的线缆,以使所述线对隔绝电磁干扰且确定所述电缆的特征阻抗。线对被包在介电带中以便保持传输线特性以及在线对与屏罩之间提供一致的径向距离。当线对被扭绞时,该带也维持线对之间一致的扭绞捻距。线对与屏罩之间的一致的径向距离以及所述一致的扭绞捻距向线缆提供了受控阻抗。线缆组件还可包括具有连接至线对的镜像插座端子对的电插座连接器以及具有连接至线对的镜像插头端子对的电插头连接器。插座端子和插头端子各自具有通常为矩形的截面,且当第一电连接器和第二电连接器配对时,插座端子的主要宽度(major width)大体上垂直于插头端子的主要宽度,而插座端子与插头端子之间的触点位于插座端子和插头端子之外。插座连接器与插头连接器两者都包括纵向围绕插座端子或插头端子且被连接至线缆的编织导体的屏罩。线缆组件还可包括包含插座端子或插头端子以及屏罩的绝缘连接器主体。

图1和图2例示出了在线缆组件中使用的线缆100a的非限制性示例。线缆100a包括一对中心导线,包括第一内部导线(在下文中被称为第一导线102a)以及第二内部导线(在下文中被称为第二导线104a)。第一导线102a和第二导线104a都由具有优良的导电性的导电材料形成,诸如非镀铜或银镀铜。如本文中所使用的,铜指的是元素铜或铜基合金。此外,如本文所使用的,银指的是元素银或银基合金。铜和银镀铜导线的设计、结构和来源对本领域技术人员而言是已知的。在图1和图2所示的示例中,线缆100a的第一导线102a和第二导线104a可各自由七股绞线106组成。第一导线102a和第二导线104a的每个线股106可被表征为具有0.12毫米(mm)的直径。第一导线102a和第二导线104a可被表征为具有大约为0.321毫米(mm)的外直径,通常相当于28美国线规(AWG)绞线。可选地,第一导线102a和第二导线104a可由具有更小直径的绞线形成,结果得到等于30AWG或32AWG的更小的外直径。

如图2所示,第一导线102a和第二导线104a构成的中心对以捻距L纵向地扭绞,例如每隔15.24mm一次。扭绞第一导线102a和第二导线104a提供了减少被中心对输送的信号的低频率电磁干扰的益处。然而,发明人已经发现第一导线102a和第二导线104a不围绕彼此扭绞的情况下线缆也能提供令人满意的信号传输性能。不扭绞第一导线102a和第二导线104a可通过消除扭绞过程来提供减少线缆制造成本的益处。

再一次参照图1和图2,第一导线102a和第二导线104a各自被包围在相应的第一介电绝缘体和第二介电绝缘体中,下文中被称为第一绝缘体108和第二绝缘体110。第一绝缘体108和第二绝缘体110粘合在一起。除电缆末端处被移除的一些部分以便终止线缆100a之外,第一绝缘体108和第二绝缘体110延及线缆100a的整个长度。第一绝缘体108和第二绝缘体110由柔性介电材料形成,诸如聚丙烯。第一绝缘体108和第二绝缘体110可被表征为具有约0.85mm的厚度。

将第一绝缘体108粘合到第二绝缘体110有助于维持第一导线102a和第二导线104a之间的间距。还可以使第一导线102a和第二导线104a之间的一致的扭绞捻距(见图3)在第一导线102a和第二导线104a被扭绞时保持一致。制造一对具有粘合的绝缘体的导线所需的方法对本领域技术人员而言是已知的。

除电缆末端处被移除的一些部分以便终止线缆100a之外,第一导线102a和第二导线104a与第一绝缘体108和第二绝缘体110被完全包围在第三介电绝缘体(在下文中被称为带(belting)112)内。第一绝缘体108与第二绝缘体110以及带112共同形成介电结构113。

带112由柔性介电材料形成,诸如聚乙烯。如图2所例示,带可被表征为具有2.22mm的直径D。诸如滑石质粉之类的脱模剂114可被施加于粘合的第一绝缘体108和第二绝缘体110的外表面,以便在第一绝缘体108和第二绝缘体110的端部从第一导线102a和第二导线104a剥离时促使带112从第一绝缘体108和第二绝缘体110移除,以形成线缆100a的终接。

除了在电缆末端处可被移除的一些部分以终止线缆100a之外,带112被完全地包围在导电薄片(在下文中被称为内屏罩116)内。内屏罩116纵向地绕带112单层卷绕,使得它形成了通常与第一导线102a和第二导线104a的中心对平行延伸的单条接缝118。内屏罩116不是螺线形地或螺旋形地绕带112卷绕。内屏罩116的接缝边缘可重叠,使得内屏罩116至少覆盖了带112的百分之100的外表面。内屏罩116由柔性导电材料形成,诸如铝镀双向拉伸PET膜。双向拉伸聚乙烯对苯二酸酯膜以商品名MYLAR被熟知,而铝镀双向拉伸PET膜在下文中将被称为铝镀MYLAR膜。铝镀MYLAR膜仅对主要表面之一施加了导电铝涂层;另一主表面是非铝镀的且因此不导电。单面铝镀MYLAR膜的设计、结构和来源对本领域技术人员而言是已知的。内屏罩116的非铝镀表面与带112的外表面相接触。内屏罩116可被表征为具有少于或等于0.04mm的厚度。

带112提供了保持传输线特性以及在第一导线102a和第二导线104a与内屏罩116之间提供一致的径向距离的优点。带112进一步提供了保持第一导线102a与第二导线104a之间的扭绞捻距一致的优点。在现有技术中的屏蔽双绞线电缆在双绞线与屏罩之间通常仅有空气作为电介质。第一导线102a和第二导线104a与内屏罩116之间的距离以及第一导线102a和第二导线104a的有效扭绞捻距两者都影响线缆阻抗。因此在第一导线102a和第二导线104a与内部屏罩116之间具有越一致的径向距离的线缆提供越一致的阻抗。第一导线102a和第二导线104a的一致的扭绞捻距也提供了受控阻抗。

可选地,线缆可被构想为包含包围第一绝缘体与第二绝缘体的单个介电结构以便维持第一绝缘体和第二绝缘体之间的一致的横向距离以及第一绝缘体和第二绝缘体与内屏罩之间的一致的径向距离。该介电结构也可保持第一导线和第二导线的扭绞捻距一致。

如图1和图2所示,线缆100a附加地包括接地导线,在下文中被称为排扰线120a,其被设置在内屏罩116之外。排扰线120a大体上与第一导线102a和第二导线104a平行延伸,且与内屏罩116的铝镀外表面紧密接触或至少与其电连通。在图1和图2的示例中,线缆100a的排扰线120a可由七股绞线122组成。排扰线120a的每个线股122可被表征为具有0.12mm的直径,其通常相当于28 AWG绞线。可选地,排扰线120a可由具有更小规格的绞线形成,诸如30 AWG或32 AWG。排扰线120a由导电线形成,诸如非镀铜线或镀锡铜线。铜导线或镀锡铜导线的设计、结构和来源对本领域技术人员而言是已知的。

如图1和图2所例示的,线缆100a进一步包括编织线导体,在下文中被称为外屏罩124,其包围着内屏罩116与排扰线120a,除了电缆末端处可被移除的一些部分以便终止线缆100a之外。外屏罩124由多个编织导体形成,诸如铜或镀锡铜。如本文中所使用的,锡指的是元素锡或锡基合金。被用来提供这样的外屏罩的编织导体的设计、结构和来源对本领域技术人员而言是已知的。外屏罩124紧密接触内屏罩116以及排扰线120a或至少与内屏罩116以及排扰线120a电连通。形成外屏罩124的线可与内屏罩116的至少百分之65的外表面相接触。外屏罩124可被表征为具有少于或等于0.30mm的厚度。

如图1和图2所示的线缆100a进一步包括一外部介电绝缘体,在下文中被称为护套126。除电缆末端处可被移除的一些部分以便终止线缆100a之外,护套126包围外屏罩124。护套126形成一外部绝缘层,其为线缆100a提供电绝缘与环境保护两者。护套126由柔性介电材料形成,诸如聚氯乙烯(PVC)。护套126可被表征为具有大约0.2mm的厚度。

线缆100a被构造使得内屏罩116紧贴于带112,外屏罩124紧贴于排扰线120a以及内屏罩116,且护套126紧贴于外屏罩124,使得这些元件之间的气隙的形成被最小化或压缩。这向线缆100a提供了受控的导磁率。

线缆100a可被表征为具有95欧姆的特征阻抗。

图4和图5例示出用于传输电数字数据信号的线缆100b的另一非限制性示例。图4和图5中例示的线缆100b与图1和图2中所示的线缆100a在结构上是相同的,不同之处在于,第一导线102b和第二导线104b各自包括实心线导体,诸如具有大约0.321毫米(mm)直径的裸(非镀)铜线或银镀铜线,其通常相当于28 AWG实心线。可选地,第一导线102b与第二导线104b可由具有更小规格的实心线形成,诸如30 AWG或32 AWG。线缆100b可被表征为具有95±10欧姆的特征阻抗。

图6和图7例示出用于传输电数字数据信号的线缆100c的另一非限制性示例。图6和图7中例示的线缆100c与图4和图5中所示的线缆100b在结构上是相同的,不同之处在于,排扰线120b包括实心线导体,诸如具有大约0.321mm2横截面的非镀铜导线、镀锡铜导线或银镀铜导线,其通常相当于28AWG实心线。可选地,排扰线120b可由具有更小规格的实心线形成,诸如30AWG或32 AWG。线缆100c可被表征为具有95±10欧姆的阻抗。

图8例示出用于传输电数字数据信号的线缆100d的又一非限制性示例。图5中所例示的线缆100d与图1-7中所示的线缆100a、100b、100c的结构类似,然而,线缆100d包括多对第一导线102b和第二导线104b。如在具有多个线对导体的线缆的现有技术中所见的一样,带112也排除了对维持线对的分隔的间隔物的需要。图8中例示出的示例包括实心线导体102b、104b以及120b。然而,可选的实施例可包括绞线102a、104a以及120a。

图9例示出针对USB 3.0和HDMI 1.4性能规范对信号上升时间(以皮秒(ps)为单位)以及差分阻抗(以欧姆(Ω)为单位)的要求。图9也例示出对于能够同时满足USB 3.0和HDMI 1.4两个标准的线缆的组合要求。线缆100a-100f被预期满足图9所示的组合的USB 3.0和HDMI 1.4信号上升时间以及差分阻抗要求。

图10例示出线缆100a-100f在0至7500MHz(7.5GHz)的信号频率范围内预期的差分阻抗。

图11例示出长度为7m的线缆100a-100f在0至7500MHz(7.5GHz)的信号频率范围上预期的插入损耗。

因此,如图10和图11所示,长度达7米的线缆100a-100f被预期能够以高达每秒5吉比特的速度且少于25dB的插入损耗来传输数字数据。

如图12的非限制性示例所例示,线缆组件还包括电连接器。连接器可为插座连接器128或被配置为接受插座连接器128的插头连接器130。

如图13所例示的,插座连接器128包括两个端子,连接至线缆100的第一内导体102的第一插座端子132以及连接至线缆100的第二内导体(由于绘制角度,未示出)的第二插座端子134。如图14所示,第一插座端子132包括具有通常为矩形的截面的第一悬臂梁部分136且定义凸出的第一触点138,第一触点138靠近第一悬臂梁部分136的自由端从第一悬臂梁部分136下垂。第二插座端子134也包括类似的具有通常为矩形的截面的第二悬臂梁部分140且定义凸出的第二触点142,第二触点142靠近第二悬臂梁部分140的自由端从第二悬臂梁部分140下垂。第一插座端子132和第二插座端子134各自包括导体附连部分144,其被配置成接收线缆100的内导体的末端,且提供用于将第一内导体102和第二内导体104附连至第一插座端子132和第二插座端子134的表面。如图14所示,导体附连部分144定义了一L形。第一插座端子132和第二插座端子134形成具有关于纵轴A左右对称性且大体上平行于纵轴A以及彼此平行的镜像端子对。如本文中所使用的,大体上平行意味着第一插座端子与第二插座端子以及纵轴A处于彼此绝对平行的±5°。在所例示的实施例中,第一悬臂梁部分136与第二悬臂梁部分140之间的距离为2.85mm(中心至中心)。

如图15中所例示的,第一插座端子132与第二插座端子134通过冲压工艺由导电材料薄片形成,冲压工艺裁剪薄片并将薄片弯曲来形成第一插座端子132与第二插座端子134。冲压工艺还形成载体条146,第一插座端子132与第二插座端子134被附连至载体条146。使用精冲过程来形成第一插座端子132与第二插座端子134,精冲过程提供透过材料厚度至少80%或更高的剪切。这在悬臂梁部分以及触点的副切闲(minor edge)上提供了更平滑的表面,减少了插座连接器128与插头连接器130之间的连接磨损。导体附连部分144则在后续的成型操作中被弯曲成L形。

如图16所例示的,第一插座端子132与第二插座端子134保持被附连至载体条146,用于形成部分包围第一插座端子132与第二插座端子134的插座端子支座148的嵌件模塑过程。在第一插座端子132与第二插座端子134从载体条146分离之后,插座端子支座148保持第一插座端子132与第二插座端子134之间的空间关系。插座端子支座148还定义了一对穿线通道150,在第一内导体102与第二内导体104从线缆100转换为第一插座端子132与第二插座端子134的导体附连部分144时,穿线通道150帮助维持第一内导体102与第二内导体104之间的一致间隔。插座端子支座148由介电材料形成,诸如液晶聚合物。此材料比其他工程塑料(诸如聚酰胺或聚对苯二甲酸丁二醇酯)在成型、加工以及介电特性上提供性能优势。

如图17所例示的,载体条146的一部分被移除,插座端子盖152然后被附连至插座端子支座148。插座端子盖152被配置成在插座连接器128在被使用的同时且当插头连接器130正被与插座连接器128连接或断开时,防止第一插座端子132与第二插座端子134弯曲。插座端子盖152定义了一对凹槽154,当插头连接器130被连接至插座连接器128时,凹槽154允许第一悬臂梁部分136与第二悬臂梁部分140弯折。插座端子盖152也可由与插座端子支座148相同的液晶聚合物材料形成,尽管可替换地使用其他介电材料。插座端子支座148定义了与由插座端子支座148定义的细长柱158配合的细长槽156。通过将柱158超声焊接在槽156内,插座端子盖152接合至插座端子支座148。可选地,可采用将插座端子支座148接合至插座端子盖152的其他手段。

在将第一内导体102与第二内导体104附连至第一插座端子132与第二插座端子134之前,载体条146的剩余部分从第一插座端子132与第二插座端子134被移除。

如图18所例示的,使用超声焊接工艺将第一内导体102与第二内导体104附连至第一插座端子132与第二插座端子134的导体附连部分144。将导体通过声波方式焊接至端子比诸如钎焊之类的其他接合工艺允许更好地控制导体和端子之间的接头的质量,且因此对与导体和端子之间的接头相关联的电容提供了更好的控制。这也避免了使用焊料所引起的环境问题。

再次回到图13,插座连接器130也包括两个端子,被连接至线缆100的第一内导体102的第一插头端子160以及被连接至线缆100的第二内导体(未示出)的第二插头端子162。如图14所示,第一插头端子160包括具有通常为矩形的截面的第一细长平面部分164。第二插头端子162也包括类似的第二细长平面部分166。插头端子的平面部分被配置为接收并接触第一插座端子132和第二插座端子134的第一触点138和第二触点142。平面部分的自由端具有斜面形状,以允许在插头连接器130与插座连接器128配对时配对的第一插座端子132与第二插座端子134滑上去并位于第一平面部分164和第二平面部分166的自由端之上。第一插头端子160与第二插头端子162各自包括类似于第一插座端子132与第二插座端子134的导体附连部分144的导体附连部分144,导体附连部分被配置为接收第一内导体102与第二内导体104的末端且提供用于将第一内导体102与第二内导体104附连至第一插头端子160与第二插头端子162的表面。如图14所示,导体附连部分144定义了一L形。第一插头端子160和第二插头端子162形成具有关于纵轴A的左右对称性且大体上平行于纵轴A并彼此平行的镜像端子对。如本文中所使用的,大体上平行意味着第一插头端子与第二插头端子以及纵轴A处于彼此绝对平行的±5°。在所例示的实施例中,第一平面部分与第二平面部分之间的距离为2.85mm(中心至中心)。发明人通过从计算机仿真所获得的数据观察到,镜像的平行插座端子以及插头端子对线缆组件的高速电性质(诸如阻抗以及插入损耗)具有强列影响。

如图19所例示的,插头端子通过冲压工艺由导电材料薄片形成,冲压工艺裁剪薄片并将薄片弯曲来形成插头端子。冲压工艺还形成插头端子被附连至其上的载体条168。导体附连部分144然后在后续的成型操作中被弯曲成L形。

如图20所例示的,插头端子保持被附连至载体条168,用于形成部分包围第一插头端子160与第二插头端子162的插头端子支座170的嵌件模塑过程。在第一插头端子160与第二插头端子162从载体条168分离之后,插头端子支座170保持第一插头端子160与第二插头端子162之间的空间关系。与插座端子支座148相似,插头端子支座170定义了一对穿线通道150,在第一内导体102与第二内导体104从线缆100转换为第一插座端子132与第二插座端子134的导体附连部分144时,穿线通道150帮助维持第一内导体102与第二内导体104之间的一致间隔。插头端子支座170由介电材料形成,诸如液晶聚合物。

在将第一内导体102与第二内导体104附连至第一插头端子160与第二插头端子162之前,载体条168从插头端子被移除。

如图18所例示的,使用超声焊接工艺将线缆100的第一内导体102与第二内导体104附连至第一插头端子160与第二插头端子162的导体附连部分144。

如图13和图14所例示的,第一插头端子160与第二插头端子162以及第一插座端子132与第二插座端子134在插头连接器130与插座连接器128中取向,使得当插头连接器130与插座连接器128配对时,第一插座端子132与第二插座端子134的主要宽度大体上垂直于第一插头端子160与第二插头端子162的主要宽度。如本文中所使用的,大体上垂直是指主要宽度处于绝对垂直的±5°。发明人观察到在第一插头端子160和第二插头端子162与第一插座端子132和第二插座端子134之间的这种取向对插入损耗具有强列影响。而且,当插头连接器130与插座连接器128配对时,第一插座端子132和第二插座端子134与第一插头端子160和第二插头端子162重叠。插头连接器130与插座连接器128被配置为使得仅第一插座端子132与第二插座端子134的第一触点138与第二触点142接触第一插头端子160与第二插头端子162的平面刀片部分,且在第一插座端子132和第二插座端子134与第一插头端子160和第二插头端子162之间定义的接触面积少于第一插座端子132和第二插座端子134与第一插头端子160和第二插头端子162之间的重叠区域。因此,接触面积(有时被称为拭接(wipe)距离)是由第一触点138和第二触点142的面积决定的,而不是由端子之间的重叠部分决定的。因此,只要第一插座端子132和第二插座端子134的第一触点138和第二触点142与第一插头端子160和第二插头端子162完全接合,插座端子和插头端子就提供一致的接触面积的益处。因为插头端子与插座端子两者是镜像对,第一插座端子132与第一插头端子160之间的第一接触面积以及第二插座端子134与第二插头端子162之间的第二接触面积大体上相等。如本文中所使用的,大体上相等是指第一接触面积与第二接触面积之间的接触面积差小于0.1mm2。发明人通过计算机仿真所获得的数据观察到,插头端子与插座端子之间的接触面积以及第一接触面积与第二接触面积之间的差对线缆组件的插入损耗有强列影响。

第一插头端子160与第二插头端子162不被接收到第一插座端子132与第二插座端子134内,因此当插头连接器130与插座连接器128配对时,第一接触面积在第一插头端子160的外部,第二接触面积在第二插头端子162的外部。

第一插座端子132和第二插座端子134与第一插头端子160和第二插头端子162可由铜基材料片形成。第一悬臂梁部分136与第二悬臂梁部分140以及第一平面部分164与第二平面部分166可使用基于铜/镍/银的电镀来选择性地镀覆。端子可被镀覆为5表皮厚度。第一插座端子132与第二插座端子134以及第一插头端子160与第二插头端子162被配置为使得插座连接器128与插头连接器130表现出大约为1牛顿(100克)的低插入法向力。低法向力提供了减少在连接/断开循环过程中的电镀层损耗的益处。

如图13所例示的,插头连接器130包括被附连至线缆100的外屏罩124的插座屏罩172。插座屏罩172与第一插头端子160和第二插头端子162以及插头端子支座170分开且纵向围绕它们。插座连接器128也包括被附连至线缆100的外屏罩124的插座屏罩174,插座屏罩174与第一插座端子132和第二插座端子134、插座端子支架148以及插座端子盖152分开且纵向围绕它们。插座屏罩172与插座屏罩174被配置为滑动地互相接触,且当它们配对时,在附连的线缆100的外屏罩与插头连接器130和插座连接器128的电磁屏蔽之间提供电连续性。

如图13、图21和图22所示,插座屏罩172由两部分制成。图21中所例示的第一插座屏罩172a包括与被配置成接收线缆100的电缆附连部分180毗邻的两对压接翼(crimping wing),即导体压接翼176以及绝缘体压接翼178。导体压接翼176是偏置的支路型(bypass-type)压接翼,并被配置成当导体压接翼176被压接至线缆110时围绕线缆100的裸露的外屏罩124。当第一插座屏罩172a被压接至外屏罩124时,排扰线120a被电耦合至第一插座屏罩172a,因为线缆100的排扰线120a被夹在线缆110的外屏罩124与内屏罩116之间。这提供了将插座屏罩172耦合至排扰线120而不必在压接之前相对于屏罩对排扰线120进行定向的益处。

绝缘压接翼也是偏置的支路型压接翼,并被配置成当插座屏罩172被压接至线缆110时围绕线缆100的护套126。每个绝缘压接翼还包括具有压尖端的叉齿(prong)182,叉齿182被配置成至少穿透线缆100的外部绝缘体。当在插座屏罩172和线缆100之间施加力时,叉齿182阻止插座屏罩172从线缆100分离。叉齿182也阻止插座屏罩172绕线缆100的纵轴A旋转。叉齿182还可穿透线缆100的外屏罩124、内屏罩116或带112,但不应穿透第一绝缘体108与第二绝缘体110。尽管所例示的示例包括两个叉齿182,本发明的替换实施例可构想仅使用由第一插座屏罩172a定义的单个叉齿182。

第一插座屏罩172a定义一浮凸部分(embossed portion)184,浮凸部分184邻接插头端子的导体附连部分144与第一内导体102和第二内导体104之间的连接。浮凸部分184增加了导体附连部分144与第一插座屏罩172a之间的距离,从而降低了它们之间的电容性耦合。

第一插座屏罩172a还定义了被配置为与在如图22中所示的第二插座屏罩172b中定义的对应的多个孔188相对接的多个突出部218或凸块186。凸块186被配置为卡扣到孔188中,从而将第二插座屏罩172b机械地固定至并电连接至第一插座屏罩172a。

如图13、图23和图24所示,插座屏罩174类似地由两部分制成。图23中所例示的第一插座屏罩174a包括与被配置成接收线缆110的电缆附连部分180毗邻的两对压接翼,即导体压接翼176以及绝缘体压接翼178。导体压接翼176是偏置的支路型压接翼,且被配置成当导体压接翼176被压接至线缆100时围绕线缆100的裸露的外屏罩124。

绝缘压接翼也是偏置的支路型压接翼,且被配置成当插座屏罩174被压接至线缆100时围绕线缆100的护套126。绝缘压接翼还包括具有压尖端的叉齿182,叉齿182被配置成至少穿透线缆100的外部绝缘体。叉齿182也可穿透线缆100的外屏罩124、内屏罩116或带。尽管所例示的示例包括两个叉齿182,本发明的替换实施例可构想仅使用单个叉齿182。

第一插座屏罩174a定义了被配置为与在第二插座屏罩174b中定义的对应的多个孔188相对接的多个突出部218或凸块186,从而将第二插座屏罩174b固定至第一插座屏罩174a。第一插座屏罩174a可不定义邻接第一插座端子132和第二插座端子134的导体附连部分144与第一内导体102和第二内导体104之间的连接的浮凸部分,因为该连接与插座屏罩174之间的距离更大以便适应插座屏罩174插入在插座屏罩174内部。

尽管所例示的示例的插座屏罩174的外部被配置为滑动地与插座屏罩174的内部接合,但可构想替换实施例,其中插座屏罩174的外部滑动地接合插座屏罩174的内部。

插座屏罩172与插座屏罩174可由铜基材料片形成。插座屏罩172与插座屏罩174可使用基于铜/镍/银或锡的电镀来镀覆。第一插座屏罩174a和第二插座屏罩174b以及第一插座屏罩172a和第二插座屏罩172b可通过本领域技术人员公知的冲压工艺来形成。

尽管本文中所例示的插头连接器与插座连接器的示例被连接至线缆,但可构想连接至电路板上的导电迹线的插头连接器与插座连接器的其他实施例。

根据图38-图48中所示的第一插座屏罩172a的非限制性示例,电缆附连部分180可包括具有半球形状的突起244,在下文中被称为接触凸块244,接触凸块244从电缆附连部分180突出且朝向裸露的外屏罩124。接触凸块244被配置为通过在外屏罩124被压紧在接触凸块244与带112之间时局部增加电缆附连部分180与外屏罩124之间的压接力,来改进插座屏罩174与线缆100之间的电和机械连接。如图38、图41和图42所示,电缆附连部分180的基底181可定义接触凸块244,和/或导体压接翼176中的一个或两个可定义接触凸块244。如图41和图42所示,接触凸块244可被定位成使得导体压接翼176上的接触凸块244与电缆附连部分180的基底181上的接触凸块244相对地定位。选择图39中所例示的半球形状的接触凸块244使得接触凸块244如图43所示不穿透外屏罩124或内屏罩116。这是合乎需要的,因为被插座屏罩172的一部分穿透屏罩116和屏罩124会引起第一内导体102和第二内导体104与插座屏罩172之间的电容的局部变化,这可能不利地影响电缆组件的性能。尽管图38-图48所例示的实施例中所示的突起或接触凸块244具有半球形状,但可构想具有椭球形、卵形、会使外屏罩124或内屏罩116变形但不会穿透外屏罩124或内屏罩116的其他形状的突起的其他实施例。

接触凸块244可由压印工艺或冲压工艺形成,且可在插座屏罩172的其他特征形成时形成。

同样如图38中所例示的,电缆附连部分180的基底181内部与导体压接翼176的内部可定义滚花图案246,滚花图案246包括被配置为改进第一插座屏罩172a与线缆100的外屏罩124之间的电连接与机械保持的菱形压痕248。每个压痕具有两组对角250、252。第一组对角250通常沿插座屏罩172的纵轴A对齐且定义一较小距离,而第二组对角252通常沿插座屏罩172的垂直于纵轴A的横轴对齐。在第一组对角250之间定义的副线(minor line)254大体上平行于纵轴A,在第二组对角252之间定义的主线(major line)256大体上垂直于纵轴A。如本文所使用的,大体上平行是指在第一组对角250之间副线254处于与纵轴A绝对平行的±5°,而大体上垂直是指在第二组对角252之间定义的主线256处于与纵轴A绝对垂直的±5°。主线256的长度X2比副线254的长度X1大,因此由第一组对角250定义的角度α比由第二组对角252定义的角度β大。这样的菱形压痕248被描述在美国专利号8,485,853中,该专利的全部内容通过援引结合于此。滚花图案也可被压花到接触凸块244中。

尽管图38-图43中所例示的示例示出插座屏罩172,但所示出的接触凸块244与滚花图案246也可被结合到插座屏罩174中且提供类似的益处。

图49示出针对图38中所示的具有接触凸块244和滚花图案246的连接器屏罩与图13中所示的没有这些特征的连接器屏罩相比较的屏罩至电缆阻抗测试的结果。发明人在各种条件下执行的测试揭示出图38中所示的具有接触凸块244和滚花图案246的连接器屏罩相较于图13中所示的没有这些特征的连接器屏罩具有有益的更低的屏罩至电缆阻抗。

为了满足在汽车环境中应用的要求,诸如振动和断开抵抗力,线缆组件100可进一步包括图12中所例示的插座连接器主体190以及插头连接器主体192。插座连接器主体190与插头连接器主体192由介电材料形成,诸如聚酯纤维材料。

再次回到图12,插头连接器主体192定义了接收插头连接器130的空腔194。插头连接器主体192还定义了被配置为容纳插座连接器主体190的护罩。插头连接器主体192进一步定义了被配置为在插座连接器主体190和插头连接器主体192完全配对时将插头连接器主体192固定至插座连接器主体190的具有锁定臂196的低型面闭锁机构。插座连接器主体190类似地定义了接收插座连接器128的空腔198。插座连接器主体190定义了锁定凸片200,当插座连接器主体190与插头连接器主体192完全配对时,锁定凸片200被锁定臂196啮合来将插头连接器主体192固定至插座连接器主体190。线缆组件100还包括连接器位置保障设备202,位置保障设备202将插头连接器130与插座连接器128保持在它们相应的连接器主体空腔194、198内。

如图25所例示的,第一插座屏罩174a定义了从第一插座屏罩174a突出且被配置为将插座连接器128固定在插座连接器主体190的空腔198内部的三角形锁柄204。锁柄204包括被附连至第一插座屏罩174a的固定边缘(未示出)、从该固定边缘延伸出且定义一相对于插座屏罩174a的纵轴A的锐角的前缘206、以及同样从该固定边缘延伸出的大体上垂直于纵轴A的后缘208。前缘206与后缘208从第一插座屏罩174a突出。如图26所例示的,插座连接器主体190的空腔198包括窄部210与宽部212。当插座连接器128最初被插入窄部210时,锁柄204的前缘206接触窄部210的顶壁214且压紧锁柄204,从而允许插座连接器128穿过空腔198的窄部210。当锁柄204进入空腔198的宽部212时,锁柄204回到它的未压缩形状。锁柄204的后缘208然后接触空腔198的宽部212的后壁216,从而禁止插座连接器128回穿插座连接器主体空腔198的窄部210。通过在空腔198的宽部212的前面插入拾取工具(pick tool),锁柄204可被压缩使得插座连接器128从空腔198被移除。

如图27中所示,第一插头屏罩172a定义了类似的锁柄204,锁柄204被配置为将插头连接器130固定在插头连接器主体192的空腔194内。插头连接器主体192的空腔194包括具有类似的顶壁和后壁的类似的宽部和窄部。锁柄204可在形成第一插头屏罩172a以及第一插座屏罩174a的冲压过程期间形成。

再一次回到图12和图13,第二插座屏罩174b也包括一对被配置为与一对凹槽220相对接的突出部218,凹槽220被定义在空腔194的侧壁上以在插头连接器主体192的空腔194内对准并定向插头连接器130。第二插头屏罩172b类似地定义了一对被配置为与一对凹槽(由于绘制角度未示出)相对接的突出部218,凹槽被定义在空腔198的侧壁上以在插座连接器主体190的空腔198内对准并定向插座连接器128。

尽管图12中例示的插座连接器主体190与插头连接器主体192的示例仅包括单个空腔,但是可构想包括多个空腔的连接器主体的其他实施例,使得连接器主体包括多个插座连接器128和插头连接器130或除插座连接器128和插头连接器130之外替代地包含其他连接器类型。

如图28所例示的,插座连接器主体190定义了从插座连接器主体190向外延伸的锁定凸片200。

如图29所例示的,插头连接器主体192包括纵向延伸的锁定臂196。锁定臂196的自由端222定义了向内延伸的锁定尖端(lock nib)224,锁定尖端224被配置为啮合插座连接器主体190的锁定凸片200。锁定臂196的自由端222还定义了向外延伸的挡块226。锁定臂196通过弹性的U形条带228被整体地连接至插座连接器主体,弹性的U形条带228被配置为当锁定臂196从休止状态绕枢轴转动时在锁定臂196的自由端222上施加一个压制力230。插头连接器主体192进一步包括在固定端之间整体地被连接至插头连接器主体192的横向压制梁232,横向压制梁232被配置为当施加在插座连接器主体190与插头连接器主体192之间的纵向分离力234超过第一阈值时啮合挡块226。无需遵守任何特定的工作原理,当施加分离力234时,U形条带228的前部236被分离力234位移直到锁定臂196的自由端222上的挡块226接触压制梁232。挡块226与压制梁232之间的这种接触增加了锁定尖端224上的压制力230,从而维持了锁定尖端224与锁定凸片200的啮合,因此禁止插头连接器主体192从插座连接器主体190分离。

插头连接器主体192进一步包括通常与U形条带228共面且被配置为啮合U形条带228的肩部238。无需遵守任何特定的工作原理,当在插座连接器主体190与插头连接器主体192之间施加的纵向分离力超过第二阈值时,U形条带228的前部236被位移直到前部236接触肩部238的表面,且因此增加了锁定尖端224上的压制力230以维持锁定尖端224与锁定凸片200的啮合。第二阈值处的分离力234比第一阈值处的分离力234大。因为挡块226与U形条带228有助于增加压制力230,就可能提供具有低型面锁定机构的连接器主体,能够使用可满足汽车标准的聚酯纤维材料抵抗分离力。

锁定臂196还包括被布置在U形条带228后部的可按压手柄240。通过按压手柄以允许锁定尖端224与锁定凸片200脱离,锁定尖端224可向外移离锁定凸片200。如图30中所例示的,锁定臂196进一步包括被布置在锁定尖端224与可按压手柄240之间的向内延伸的支点(fulcrum)242。

发明人发现不包括排扰线的线缆组件,诸如图34和图35中所例示的线缆组件100e以及图36和图37中所例示的线缆组件100f,能够满足图9至图11所示的性能特征。排扰线连接的消除允许改进的屏蔽以及受控的阻抗。在整个连接中保持原始电缆屏罩结构的一致性,从而改进系统的可重复性和可靠性。排扰线连接的消除允许更高的数据传送速率。屏罩内部实现的当前的排扰线连接可能引起数据对的传输线失衡,从而限制了上限数据率。

如图34和图35中所例示的,线缆组件100e包括由七股绞线106组成的第一导线102a和第二导线104a。第一导线102a和第二导线104a的每个线股106可被表征为具有0.12毫米(mm)的直径。第一导线102a和第二导线104a可被表征为具有大约为0.321毫米(mm)的外直径,通常相当于28美国线规(AWG)绞线。可选地,第一导线102a和第二导线104a可由具有更小直径的绞线形成,结果得到等于30 AWG或32 AWG的更小的外直径。除排扰线120之外,线缆组件100e的结构基本上与线缆组件100a的结构相同。

如图36和图37所例示的,线缆组件100f包括各自包括实心线导体(诸如具有大约0.321毫米(mm)直径的裸(非镀)铜线或银镀铜线,其通常相当于28 AWG实心线)的第一导线102b和第二导线104b。可选地,第一导线102b与第二导线104b可由具有更小规格的实心线形成,诸如30 AWG或32 AWG。除排扰线120之外,线缆组件100f的结构基本上与线缆组件100b的结构相同。

因此,提供了电屏蔽连接器。在电屏蔽连接器的附连部分和/或压接翼中的接触凸块被配置为改进电接触且消除了在外屏罩末端上对箍的使用,从而有益地减少了安装箍所需的零部件与制造工艺步骤。接触凸块还被配置为在不穿透外屏罩或内屏罩的情况下增加电屏蔽连接器对外屏罩的机械保持力。这提供了在不改变内导体和电屏罩连接器之间的电容的情况下增加的保持力的益处,内导体和电屏罩连接器之间的电容可能负面地影响线缆组件的数据传输性能。

尽管已针对其优选实施例对本发明进行了描述,然而本发明不旨在如此限制,而是仅受所附权利要求书中给出的范围限制。此外,术语第一、第二等的使用不表示任何重要的顺序,相反术语第一、第二等被用来将一个要素与另一要素区别开来。此外,术语一、一个等的使用不表示对量的限制,而是表示所引述项的至少一个的存在。

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