用于屏蔽电缆的端子组件的制作方法

本申请要求2017年7月5日提交的美国临时专利申请号62/528,651的优先权权益，将所述临时专利申请的全文通过援引并入本文。

本发明涉及用于电屏蔽线缆的端子组件，具体地涉及具有可弹性压缩的内套圈的端子组件。

本发明的

背景技术：

目前，屏蔽电缆的编织屏蔽是通过在压接前将屏蔽的编织物放置在金属内外套圈之间来端接。图1a-1d中示出了使用这些套圈的端子组件的示例。首先移除电缆112的外部绝缘层，以暴露编织屏蔽118，然后使屏蔽的编织物张开，并且将金属管状内套圈122放置在编织物118和屏蔽电缆112的内部绝缘114之间(见图1a)。将金属管状外套圈132放置在编织屏蔽118和内套圈122上(见图1b)，然后压接136以将外套圈132固定到屏蔽电缆112(见图1c和1d)。

外套圈132的内径与内套圈122的外径之间的差通常约为1毫米。厚的内套圈会降低压接的强度，可能会降低拉离力并增加屏蔽层相对于外套圈的电阻。在压接期间，较薄内套圈会破裂。内套圈122的破裂可以导致内导体114和编织屏蔽118之间的意外电接触和短路。因此，内外套圈直径必须仔细匹配，不同的电缆尺寸和应用场景需要不同尺寸的内套圈和外套圈。内套圈和外套圈通过深冲压或机加工形成；这两种制造方法都相对昂贵。对于不同的屏蔽电缆，这些内套圈和外套圈尺寸可能略有不同，这可能使得难以在视觉上区分不同尺寸的内套圈或外套圈。施加标记(诸如，颜色编码)可用于帮助识别不同的套圈。然而，施加这些标记是额外的制造过程，不期望地增加了套圈制造时间和成本。因此，一直需要一种可以容易地适应不同电缆尺寸的可靠套圈组件。

背景技术部分中所讨论的主题不应当因为它在背景技术部分中的提及而被假定为现有技术。类似地，背景技术部分中提及的或与背景技术部分的主题相关联的问题不应被假定为在现有技术中已经被在先认识到。背景技术部分中的主题仅仅表示不同的方法，它们本身也可能是发明。

附图说明

现在参考各个附图通过示例的方式将描述本发明，其中：

图1a-1d是根据现有技术示出形成具有金属内套圈和外套圈的端子组件的方法的透视侧视图；

图2-6是根据本发明实施例示出形成具有金属外套圈和弹性内套圈的端子组件的方法的透视侧视图：

图7是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的内套圈的透视侧视图；

图8是根据现有技术的图1a-1d的端子组件的横截面图；

图9是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的横截面图；

图10是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的具有限定在外表面中的多个周向凹槽的内套圈的透视侧视图；

图11是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的具有限定在外表面中的多个周向凹槽和周向脊的内套圈的透视侧视图；

图12是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的具有限定在外表面中的多个周向凹槽和周向脊的内套圈的透视侧视图；

图13a是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的具有限定在外表面中的多个周向凹槽和周向脊的内套圈的侧视图；

图13b是根据本发明的实施例的图13a的内套圈的横截面图；

图14a是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的具有限定在外表面中的多个周向凹槽和周向脊的内套圈的侧视图；

图14b是根据本发明的实施例的图14a的内套圈的横截面图；

图15a是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的具有限定在外表面中的多个周向凹槽和周向脊的内套圈的侧视图；

图15b是根据本发明的实施例的图15a的内套圈的横截面图；

图16a是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的具有限定在外表面中的多个周向凹槽和周向脊的内套圈的侧视图；

图16b是根据本发明的实施例的图16a的内套圈的横截面图；

图17a是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的具有限定在外表面中的多个周向凹槽和周向脊的内套圈的侧视图；

图17b是根据本发明的实施例的图17a的内套圈的横截面图；

图18a是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的具有限定在外表面中的多个周向凹槽和周向脊的内套圈的侧视图；

图18b是根据本发明的实施例的图18a的内套圈的横截面图；

图19a是根据本发明的实施例的图2-6的端子组件的具有限定在外表面中的多个周向凹槽和周向布置的突出部的内套圈的侧视图；并且

图19b是根据本发明的实施例的图19a的内套圈的横截面图。

发明的详细描述

将详细参照实施例，在附图中示出了这些实施例的示例。在以下详细描述中，阐述众多具体细节以提供对各所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，无需这些具体细节就可实践所描述的各种实施例。在其它实例中，并未对公知方法、程序、组件、电路以及网络进行详细描述以免不必要地模糊本发明的各方面。

本文提出了一种端子组件，该端子组件包括被配置为端接屏蔽电缆的屏蔽的特征，该屏蔽电缆具有内导体、包围内导体的内绝缘体、包围内绝缘体的外导体以及包围外导体的外绝缘体。端子组件包括由塑性导电材料形成的大致为圆柱形的外套圈和由弹性介电材料形成的大致为圆柱形的内套圈。如本文中使用的，塑性意味着材料的形状在去除所施加的应力之后永久变形，而弹性意味着材料在去除所施加的应力后能够恢复原始大小和形状。内套圈被放置在屏蔽电缆的端部上。去除外绝缘体的一部分，并将外导体的暴露部分放置在内套圈上，然后将外套圈放置在内套圈上。然后压接外套圈以将端子组件固定到屏蔽电缆，使外套圈塑性变形并使内套圈弹性变形。外导体的暴露部分被设置在内套圈和外套圈之间并且与它们紧密接触。

附图中以及现有技术和本发明的各种实施例的描述中相似特征的附图标记共享最后两位数字。

现在参考附图，将在下文中解释本发明的实施例。应理解，图1a-1d和图8所示的端子组件不在权利要求的范围内，而是由于它们阐明了本发明的范围而在本文中提供。

图2-7示出了被配置为端接屏蔽电缆12的屏蔽的端子组件10的示例以及形成这种端子组件10的方法。如图2所示，屏蔽电缆12包括包含金属芯线的内导体14，包围内导体14的第一绝缘体或者说内绝缘体16，由包围内绝缘体16的编织金属线形成的外导体18，以及覆盖外导体18的第二绝缘体或者说外绝缘体20。具有足以接收屏蔽电缆12的内径的套管状本体或大致为圆柱形的内套圈22沿箭头24所示的方向滑过屏蔽电缆12的端部。

如图7所示，内套圈22的外表面26具有大致均匀的外径。内套圈22的前缘28和后缘30可以进行倒角。内套圈22由弹性可压缩介电材料形成。弹性可压缩介电材料是具有在50和80之间的肖氏a硬度计硬度的弹性体材料，诸如基于硅酮的材料。内套圈22仅用于支撑外导体18并且不需要与外导体18电连通。内套圈22可以通过注模工艺形成。

尽管在图2-7所示的实施例中内套圈22形成完整的圆柱体，内套圈可以替代地包括一对轴向分开的半部件或者可以设置有轴向延伸的狭缝，因为当将内套圈装配到屏蔽电缆上时，内套圈可以形成完整的圆柱体并且可以简化将内套圈安装到屏蔽电缆上的步骤。

现在看图3，屏蔽电缆12的一端被剥离，从而除去外部绝缘体20的至少一部分，暴露外导体18的编织线。然后，如图4所示，将外导体18的编织线张开并拉回，覆盖内套圈22的外表面26的至少一部分的内套圈22。

接下来，如图5所示，另一个套管状本体或大致为圆柱形的外套圈32以箭头24所示的方向滑过内套圈22的至少一部分，该外套圈32具有足以接收内套圈22和覆盖内套圈22的外导体18的编织线的内径。外套圈32由导电金属材料形成，诸如镀锡铜合金。外套圈32可以通过深冲压工艺或机加工工艺形成。外套圈32的至少一个开口端34具有与外套圈32的内径一样大的开口。

最后，如图6所示，外套圈32被压接，即在外套圈32中形成凹陷36，由此使外套圈32塑性变形并使内套圈22弹性变形，以将端子组件10固定到屏蔽电缆12并将外套圈32和内套圈22与它们中间的外导体18紧密接触。然后，外套圈32可以电连接到电接地(未示出)，如导体外壳。

图8示出根据现有技术的具有金属外套圈132和金属内套圈122的压接端子组件110的横截面的示例。在压接过程中，外套圈132和内套圈122都塑性变形。可以看到，在内套圈122和外套圈132之间存在空隙125，其会减小将端子组件110拉离屏蔽电缆所需的拉离力，并且会使得水和其他污染物进入端子组件110造成腐蚀，这会增加外导体118和外套圈132之间的电阻并进一步降低拉离力。另外，外导体118的编织线的多个线束不与外套圈132接触，这会进一步增加外导体118和外套圈132之间的电阻。

图9示出了图2-7中示出并且如上所述的端子组件10的横截面。与图8中所示的端子组件110相比，空隙的数量和尺寸大大减小。此外，外导体18的编织线的线束中不与外套圈32接触的线束较少。

通过测试，发现图8的端子组件110具有约560牛顿的拉离力，而发现图9的端子组件10具有约690牛顿的拉离力，拉离力性能改进了约23％。在不需要任何特定的操作理论的情况下，内套圈22的弹性变形减小了内套圈与外套圈32之间的空隙，并且与现有技术的端子组件110相比，可以有助于改进拉离力性能。另外，发明人通过测试发现，端子组件10的外导体18和外套圈32之间的电阻与端子组件110相当。

可以理解，端子组件10中，外套圈32或外导体18与内导体14之间短路的可能性更小，因为内套圈22也是绝缘体而不是现有技术(例如图8)的端子组件中所见的导电体。

另外，可以认识到，通过仅改变弹性内套圈22的内径和外径，具有一个特定内径的外套圈32可以被用于多种屏蔽电缆12直径，因为不再需要将外套圈32的内径和金属内套圈22的外径之间的差值维持在约1毫米以避免在此前背景技术部分中所描述的在压接期间较厚的内套圈会降低压接的强度而较薄的内套圈会破裂的问题。这将减少适应不同电缆尺寸所需的不同外套圈设计数量和零件数量。通过在模制内套圈22之前向弹性材料添加着色剂，内套圈22可以容易地进行颜色编码以识别内套圈22的不同尺寸。

图10示出内套圈222的非限制性示例，内套圈222包括内套圈222的外表面226中的多个凹槽238，这些凹槽238围绕内套圈222沿周向延伸。发明人已经发现，在内套圈222的外表面226中设置凹槽238改进了外套圈32在内套圈222上的固定，并且由此增加了端子组件10在从屏蔽电缆12分离之前可以承受的拉离力。

图11示出了内套圈322的非限制性示例，除了类似于图11所示的多个凹槽338以外，内套圈322还包括从内套圈322的外表面326突出、围绕内套圈322沿周向延伸的多个脊340。脊340被布置成使得两个邻接的凹槽338中间夹着至少一个脊340。如图11所示，每个脊340与每个凹槽338相邻。发明人已经发现，在内套圈322的外表面326中，除了凹槽338外还增加脊340可以进一步改进外套圈32在内套圈322上的固定，并且由此增加了端子组件10在从屏蔽电缆12分离之前可以承受的拉离力。

图12至图18b示出了具有多个周向凹槽438,538,638,738,838,938,1038和脊440,540，640,740,840,940,1040的内套圈422,522,622,722,822,922,1022的其他非限制性替代示例。如在图12-18b中可见，凹槽和脊的轮廓形状可以变化，并且可以提供改进拉离力或减小外套圈和外导体之间的电阻等有益效果。

图19a和图19b示出了内套圈1122的非限制性替代示例，内套圈1122具有多个周向凹槽1138和周向布置在内套圈的外表面上的一系列突出部1142。在图19b中可以最清楚地看到，突出部1142是一系列半球形凸块。这些凹槽1138和突出部1142也可以提供改进拉离力或减小外套圈和外导体之间的电阻等有益效果。

尽管上文提出的端子组件的示例示出了具有编织外导体的屏蔽电缆，但可以预想，本发明的其他实施例可被用于具有箔型外导体或导电膜型外导体的屏蔽电缆。

因此，提供了一种具有由弹性可压缩介电材料形成的内套圈22的端子组件10。通过用可廉价制造的模制内套圈来代替深冲压或机加工制造的内套圈，端子组件10提供了优于现有技术端子组件110的成本优势。单一尺寸的内套圈可以被模制，以匹配所需的电缆尺寸，这消除了对多种尺寸的内套圈的需求。端子组件10还可以允许在一些应用场景中对多种电缆尺寸使用一个外套圈尺寸。内套圈22对于多种应用场景可以是共同的。内套圈22可被着色，以提供各种尺寸之间的视觉差异。内套圈22为内导体提供增强的绝缘保护，并降低刺穿芯导体的绝缘的风险。内套圈122-822包含凹槽或凹槽和突出部，改善了外套圈在外导体和内套圈上的固定，以达到或超过与现有技术的端子组件110相当的拉离力。

尽管已经根据本发明的优选实施例描述了本发明，但是并不旨在受限于此，而是仅受随后的权利要求书中所阐述的范围限制。例如，上文描述的实施例(和/或实施例的方面)可彼此结合地使用。另外，可以做出许多修改以使特定情况或材料配置本发明的教导，而不脱离本发明的范围。本文所描述的尺寸、材料类型、各种部件的取向以及各种部件的数量和位置旨在限定某些实施例的参数，并且决不是限制性的，而仅仅是典型实施例。

在阅读上述描述时，在权利要求书的精神和范围内的许多其它实施例和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本发明的范围应当参考所附权利要求书以及此类权利要求书的等同例的全部范围来确定。

如本文中使用的，“一个或多个”包括由一个元件执行的功能，由多于一个元件例如以分布式方式执行的功能，由一个元件执行的几个功能，由几个元件执行的几个功能，或上述的任何组合。

还将理解的是，虽然在一些实例中，术语第一、第二等在本文中用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅被使用来将一个元件与另一个区别开来。例如，第一接触可被称为第二接触，并且类似地，第二接触可被称为第一接触，而不背离所附权利要求的范围。第一接触和第二接触两者都是接触，但它们不是相同的接触。

本文中所述的各个实施例的描述使用的术语仅为了描述特定实施例，而非旨在构成限定。如在各个所描述的实施例和所附权利要求的描述中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。还将理解的是，本文所使用的术语“和/或”是指并且包含一个或多个相关所列项目的任何和所有可能的组合。将进一步理解的是，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”当在本申请文件中使用时指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其群组的存在或添加。

如本文所使用的，取决于上下文，术语“如果”可选地被解释为表示“当…时”或“在..后”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于上下文，短语“如果被确定”或“如果检测到[所述状态或事件]”被可选地解释为表示“在确定后”或“响应于确定”或“在检测到[所述状态或事件]后”或“响应于检测到[所述状态或事件]”。

此外，尽管本文中可以使用条例或定向的术语，但这些要素不应受这些术语的限制。除非另有说明，否则所有条例或定向的术语用于区分一个元素与另一个元素的目的，并且除非另有说明，否则不表示任何特定顺序，操作顺序，方向或定向。