用于电气、信号和/或数据安装的连接系统的制作方法

本发明涉及一种用于电气、信号和/或数据安装的连接系统，该系统可以用于家庭或者工业应用，所述系统包括用于实现各种安装的扁平电缆和机构(插头、开关、接头等)。

这个系统有几个有益特征，其设计为允许一个非常简单的结构，并允许需要这项工作快速、便宜、安全并且无需繁重任务的终端用户或专业人士实现安装。

背景技术：

目前市场上存在能够建立电路的不同元件，众所周知的机构提供有印刷电路和不同类型的电缆(例如并联电缆或柔性扁平电缆)。

柔性扁平电缆或ffc电缆在电子领域广为人知，并且由一种柔性印刷电路组成。电缆通常由平面和柔性塑料薄膜制成，长度固定，具有附着在表面上的多个金属导体；扁平电缆在其端部包括塑料加强件，该塑料加强件具有形成刚性插头的触点，该插头被设计成将ffc电缆连接到电子设备或计算机设备中。

在公开号为cn201319426y(tianruielectronicsshenzhenc)和公开号为4714435a的美国专利申请(stipanukjohnm等人)中描述了关于这种柔性扁平电缆的一些现有技术信息。

这些扁平电缆具有使其特别适合于电子或计算机设备的内部连接的特性，或者如专利cn201319426中所规定的，用于连接高清多媒体接口；但是，由于其高度的挠性和需要在其端部结合刚性销以提供连接到任何设备所需的刚度，它们没有足够的特性来执行涉及电力、信号和/或数据的家庭或工业的外部或表面安装。

印刷电路板或pcb(printedcircuitboard，印刷电路板)由包括层压在非导电基底上的导电材料的轨道的表面组成。印刷电路通常用于通过导电轨道电连接一组电子元件，并通过基座机械地支撑所述电子元件。

这些轨道通常由铜制成，而基座由增强玻璃纤维、陶瓷、塑料、聚四氟乙烯或如酚醛树脂等聚合物制成。

柔性扁平电缆和印刷电路在电子领域都具有特殊的应用。

在家庭以及工业设备中，使用其他类型的导体，这些导体由电缆组成，通常由铜制成且具有较大截面，分别被套在绝缘材料中，并且通过外部管状盖在其整个长度上被连接。

嵌入这种电缆的安装通常是出于美学原因，并且需要各种专业人员的介入。

实现利用这些电缆的安装需要将它们连接到各种机构(插头、开关、接头等)。必须剥去要连接的电缆的端部，打开所述机构，将剥离的电线插入机构的连接端中，并通过拧紧螺杆或其他类似元件将其固定在所述位置，最后关闭已连接的机构。

这种操作特别缓慢和复杂，特别是对于在执行电气、信号、数据或任何其他类型的设备方面没有特定知识的终端用户而言。

专利es2046149描述了一种用于住宅建筑物的整体电气化的系统，该系统基于：用于提供电能的两种类型的带，其中每个包含具有柔性导体的某些电路，柔性导体由铜制成并且包括电介质和用于最低500伏特的保护套；用于电子设备的高频和低频信号的传输-接收带模型，电子设备具有与干扰隔离的并行和同轴铜导体；以及用于每个类型的带的一些压力连接条。这些带具有根据集成在其中的导体的厚度而可变的横截面。

美国专利3,547,718公开了一种用于制造扁平柔性电缆的方法，其中一种扁平柔性电缆是具有多个平行导体的电缆，该平行导体的一侧涂覆有自支撑且连续的绝缘膜；并且在另一侧不连续地涂覆有绝缘材料，所述第二侧包括横向区域，横向区域纵向间隔开，导体暴露在所述横向区域中。

所述横向区域对应于电缆的切割区域布置，并且根据待制造的电缆的长度而间隔开。

还已知一些机构，它们具有金属触点，该金属触点同时作为插入其中的导体的保持弹簧。

这些触点的缺点在于，它们由具有适合用作电导体的特性的金属制成，但不适合用作保持弹簧。因为当导体电缆少量连接和断开时保持弹簧的记忆效应减小，机构因此提供与连接电缆的有缺陷的接触。

在美国专利2012252260a1(tsengtingchang等人)中描述了这种类型的触点-保持弹簧的示例。

因此，出现的技术问题是开发用于家庭和工业应用的用于电气设备、信号和/或数据的连接系统，其可以用于需要快速和廉价安装且无需繁复工作的终端用户以及专业人员来实现安装。

技术实现要素：

本发明的用于电气、信号和/或数据对象的连接系统由多层扁平电缆和用于执行电气、信号和/或数据设备的机构构成，其中多层扁平电缆具有设置在形成所述扁平电缆的两个外表面的第一层和第二层绝缘材料之间的多个平行导电轨道；用于执行电气、信号和/或数据设备的机构包括：机构或内部电子部件，其对于终端用户是不可接近的，并且被安装在印刷电路上。印刷电路具有导电轨道，且被容纳在由绝缘材料制成的连接盒中，连接盒具有侧窗，侧窗用于插入扁平电缆的端部之一并且用于将其导电轨道连接到相应机构的印刷电路的导电轨道。所述连接系统显示了有益特征，其被设计成解决上述技术问题并且在实现安装中提供一系列额外的优点。

作为一个示例，该系统与传统的导电电缆相比，除了涉及构建本发明系统的高度模块化外，在相同的工作条件下提供了减少其制造所需的导电材料的体积的附加优点。

出于同样的原因，鉴于其特性，由于不需要通道或管道来维持不同线路彼此连接，它也减少了在安装中所需的绝缘材料的数量。

本发明的一个目的是开发一种比上述柔性ffc扁平电缆具有更大的刚性并且比印刷电路板或pcb电路具有更低的刚性的半刚性扁平电缆，以使得其适用于以下安装：电缆不形成褶皱或褶皱，并且电缆保持平坦；还允许将电缆的端部与安装机构连接，将它们直接插入到所述机构中，而不需要在扁平电缆的端部上安装用于连接的刚性销或端子，如同柔性扁平fcc电缆的情况那样。

为了该目的，扁平电缆的第一层绝缘材料由耐弯曲和低回弹性的塑料材料制成，这允许将其卷绕在卷轴上并随后恢复其原始的扁平形状。

作为一个多层系统，这也允许在构成外层的两个绝缘材料之间增加中间层，以为系统提供额外的特性。例如，可以添加中间绝缘层以将连接放置在两个层面上，使用双面胶带将其固定到任何类型的支撑上，添加法拉第笼以避免任何种类的干扰，在上层(暴露的)添加屏蔽，以提供更大的抗切割或断裂的阻力，或将来被认为合适的任何其他结构或特征。

本发明的又一个目的是提供具有以下技术特征的所述半刚性扁平电缆：所述半刚性扁平电缆允许快速且容易地消除耐弯曲的绝缘的第一层塑料材料的端部，并且在电缆的端部处限定连接端部，其中导电轨道暴露于与扁平电缆的第一外表面相对应的表面，以便接触容纳在连接盒中的印刷电路的轨道，并且通过形成扁平电缆的第二表面的柔性材料的绝缘层保持覆盖扁平电缆的导电轨道。

通过这种方式，完全消除了在安装过程中出现错误的可能性，特别是考虑到用于不同应用(电流、信号、数据等)的导电轨道被方便地布置，以使得它们与容纳在专门用于每个所述应用的盒中的内部装置的连接相一致。

本发明的又一目的在于，连接盒具有柔性腿，柔性腿形成在连接盒的绝缘材料本身中，并且作用在扁平电缆的连接端部的第二绝缘层上，将扁平电缆的导电轨道压靠在所述机构的印刷电路的导电轨道上，以使得通过盒的柔性腿执行扁平电缆在耦合位置中的保持功能，而非通过建立电接触的导电轨道执行。

这允许在每个待建立的连接中同时进行连接的紧固，避免了连接的部分端子有可能接触不良。

为了实现所提出的目标，该连接系统表现了所附权利要求中包括的若干技术特征。强烈推荐新手用户和专业人员使用，并允许作为扁平电缆和各种机构(电气、信号或数据设备的插头、交叉、开关等)的套件呈现，以便客户可以根据要实现的安装选择必要的部件，并且在各种部件的使用寿命期间扩展或修改它。

附图说明

为了补充进行的描述，并且为了便于理解本发明的特征，下面描述的一组详细附图利用非限制性的特征来图示本说明书：

图1示出了根据本发明的用于电气、信号或数据安装的连接系统的实施例的透视图，其中可以观察到耦合到插头机构的两个半刚性扁平电缆；

图2示出了根据本发明的半刚性扁平电缆的底部透视图；

图3示出了半刚性扁平电缆的一部分的类似于前一个的视图，其中第一层抗弯曲塑性材料的一部分被去除，从而在电缆中限定连接端部；

图4示出了插头机构的盒的立体分解图并且其中一条电缆正要连接到该插头机构；

图5示出了组装后由图4的元件的垂直面剖切的正视图，以及盒的其中一个柔性腿抵靠连接到盒的内部机构的扁平电缆的操作区域的局部放大图；

图6示出了扁平电缆的变型实施例的分解透视图，该扁平电缆包括在导电轨道和每个绝缘层之间的电绝缘片和导电片或导电网，从而形成法拉第笼；

图7是前一图的扁平电缆的剖面图，其被与导电轨道之一重合的垂直面纵向剖开，并且其中电缆的多个层以交错的方式被横向剖开，从而更容易地观察其包含的每一个层。

具体实施方式

从附图中可以看出，该连接系统包括在待制造的不同机构(2)之间建立连接的扁平电缆(1)，例如，该机构(2)可以是：插头、开关、交叉机构、数据插头或者在此类安装中常用的任何其他机构。

多层扁平电缆(1)包括第一层(11)和第二层(12)绝缘材料，多个导电轨道(13)平行排列在该两层之间，特别是第一层(11)绝缘材料由抗弯曲和低回弹性的塑料材料构成，其在外表面上呈现沿着扁平电缆(1)分布的一系列横向凹槽(14)，这有助于其缠绕和适应安装的支撑或表面，并且在所述第一层(11)中限定断裂区。

第一层(11)和第二层(12)绝缘材料是连续的，并且在扁平电缆的整个长度上覆盖导电轨道(13)，这允许电缆被切割到期望的长度，不管在切断时位于扁平电缆(1)的两端之间的横向凹槽的数量如何，均能保持导体在其整个长度的绝缘。

从图3中可以看出，这些横向凹槽(14)限定了断裂区域，断裂区域使得可以手动且简单地移除所述第一绝缘层(11)的一部分并且在所述第一绝缘层(11)的端部限定连接端部(15)，其中导电轨道(13)暴露于半刚性扁平电缆的第一外表面；即，先前由第一层(11)塑性材料所占据的抗弯曲的表面。

在这个连接端部(15)中，导电轨道(13)通过由柔性聚合物制成的第二层(12)绝缘材料而保持被相反侧覆盖。

根据所述扁平电缆(1)所针对的应用，可以具有可变数量的导电轨道(13)，该导电轨道(13)具有扁平结构以及适合于要连接的电流、信号或数据的类型的部分。

另外，第一层(11)和第二层(12)可以包含双面胶带以允许将其固定到任何支撑表面以及绝缘和导电的其它中间层(参照图6和7)，这将赋予其能够执行不同功能(例如电磁屏蔽，大面积接地连接等)的必要特性。

特别地，电缆的第二层(12)可以在其外表面上结合有塑料或者纤维屏蔽层，以使其具有更大的抗切割、断裂或者环境侵蚀的能力。

导电轨道的这种扁平结构允许它们具有大的接触面，以防止串联损耗或不必要的连接发热，这是对接触表面小得多的当前系统的改进。

除了对应于横向凹槽(14)的区域之外，扁平电缆具有恒定的厚度。

扁平电缆具有大于2毫米的厚度，优选地在2至4毫米之间，并且根据包括在每个所述扁平电缆中的导电轨道的数量和宽度，具有可变的宽度。

机构(2)包括具有电子部件或机构的印刷电路(21)或印刷电路板(pcb)，该电子部件或机构适于在每种情况下执行所讨论的机构的特定功能，例如：数据、信号或电流的互连、检查或修改；所述印刷电路(21)设置有用于连接到扁平电缆(1)的导电轨道(22)。

所述印刷电路(21)容纳在封闭的连接盒(3)中，该封闭的连接盒(3)防止接近和操纵机构(2)，并且设置有侧窗(31)，该侧窗(31)用于插入扁平电缆(1)的一个端部，并且用于将它们的导电轨道(13)连接到相应机构(2)的印刷电路(21)的导电轨道(22)上。

如图5所示，连接盒(3)在内部包括柔性腿(32)，该柔性腿(32)形成在连接盒的绝缘材料本身中，并且通过将扁平电缆(1)的导电轨道(13)压靠在所述机构(2)的印刷电路(21)的导电轨道(22)上，从而作用在插入连接盒(3)中的扁平电缆(1)的连接端部(15)的第二绝缘层(12)上。

连接盒(3)的所述柔性腿(32)具有倾斜的锯齿状表面(33)，倾斜的锯齿状表面(33)朝向连接盒的内侧倾斜，且利用它们抵靠对应的扁平电缆(12)的第二绝缘层(1)，将其保持在与机构(2)的耦合和连接位置中。

在本发明的一个实施例中，包含各种机构(2)的连接盒(3)是封闭的盒，终端用户无法接近包含在其中的机构，以及印刷电路，印刷电路用于传送和连接各种类型的串行，以及在需要的情况下(例如：adsl滤波、放大、传感器、恒温器等)修改串行本身。

如已经提到的，根据其执行的功能，机构(2)可以具有可变的构造，在图1、2和5中示出了插头机构。

在图6和7所示的变型实施例中，图示的扁平电缆(1)包括在导电轨道(13)与第一和第二绝缘层(11，12)中的每一个之间的附加层(16，17)，以提高信号和/或传输数据的质量和速度，避免干扰或仅仅适应客户的规格。在该实施例中，附加层(16，17)分别由与所述导电轨道(13)接触的电绝缘片以及由导电片或导电网形成，从而形成法拉第笼。

所述导电附加层(17)的目的是为了保护导电轨道(13)不受可能的外部电磁场影响，并避免信号和/或数据传输中的干扰或噪声。

现在充分描述了本发明的性质以及优选实施例的例子，只要不是需要改变下面要求保护的本发明的基本特征，出于适当的目的，可以修改所描述元件的材料、形状、尺寸和布置。