CN102683996A - 用于电缆的应力消除元件及制造该元件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于电缆的应力消除元件及制造该元件的方法。公开了一种美观的用于电缆的应力消除元件和制造该元件的方法。该应力消除元件被构造成具有一个或多个调整元件，其可为电缆提供选择性的应力消除。每一个调整元件可以改变应力消除元件的壁厚，并且基于若干因素(例如，存在多少调整元件、它们的形状和它们在应力消除元件中的位置)，该应力消除元件可专门被定制成满足所要求的应力消除特性。

Description

用于电缆的应力消除元件及制造该元件的方法

本申请要求2011年3月8日提交的美国临时专利申请No.61/450,591的权益，该申请的全部内容在此以引用的方式并入此文。

背景技术

电缆一般用于电子设备，例如计算机、手机和便携式媒体设备。当电缆遭受到对其施加弯曲和应力的反复物理操作时，该电缆最终会断裂或撕裂。较小直径的电缆和用于连接便携式电子设备的电缆通常更容易断裂，因为它们会更加频繁地受到弯曲、拉拽、缠结或缠绕。电缆制造商们惯用应力消除机构来缓解电缆上施加的压力负担。然而，许多这些传统的应力消除机构是无效的或并不美观。

发明内容

本发明公开了用于电缆的美观的应力消除元件和制造该元件的方法。该应力消除元件被构造为具有一个或多个调整元件，该调整元件为电缆提供可选择的应力消除。每一个调整元件可以改变应力消除元件的壁厚，并且取决于各种因素，例如，存在多少调整元件、它们的形状和它们在应力消除元件中的位置，该应力消除元件可专门地定制以满足所要求的应力消除特性。

附图说明

参考下面的详细说明并结合附图，可以更好地理解本发明以上所述的与其它的方面以及各种优点，其中相同的附图标记指代相同的部件，并且其中：

附图1是根据本发明一个实施例的带有应力消除的示例性电缆组件的透视图；

附图2是传统应力消除元件的横截面视图；

附图3A-B是根据本发明实施例的不同示例性的应力消除元件的横截面视图；

附图4是根据本发明一个实施例的另一个应力消除元件的横截面顶视图；

附图5是根据本发明一个实施例的另一个应力消除元件的横截面顶视图；

附图6是根据本发明一个实施例的制造应力消除元件的示例性流程图；

附图7是根据本发明一个实施例的制造带有应力消除元件的电缆组件的方法的流程图。

具体实施方式

附图1是根据本发明一个实施例的示例性电缆组件100的透视图。电缆组件100可以包括应力消除元件110、电缆120、连接器外壳130和插头132。在某些实施例中，例如所示出的实施例，元件110的一部分结合在外壳130中。这里，该部分(未示出)被称为外壳啮合元件，例如，见图3A-B所示的外壳啮合元件312的示例。该部分可通过粘合剂、热结合、或一个或多个机械夹固定到外壳130中。

在另一个实施例中，应力消除元件110的外壳啮合元件可连接到连接器外壳130的外表面上。也可以使用任何合适的固定应力消除元件110的方法。例如，应力消除元件110可通过粘合剂或热结合直接连接到连接器外壳130的外表面。

元件110的应力消除部(所示的远离外壳130延伸穿过开口134的部分)啮合电缆120(电缆120穿过元件110进入到外壳130中)。电缆120的啮合应力消除元件110的部分被提供应力消除。根据本发明的实施例提供可具体调整为电缆组件100中所使用的电缆120的类型的应力消除。例如，某些电缆可更好地适合于在邻接外壳130的元件110的区域内具有增强的应力消除，而其它电缆更适合于在相同的区域内具有减小的应力消除。如另一个例子，应力消除可选择性地基于，例如，向其提供应力消除的电缆的类型，沿着应力消除元件110的长度选择性地调整。

应力消除元件110可由硅树脂、热塑性弹性材料(“TPE”)、聚氨酯、或者其它合适的材料构成。另外，应力消除元件110被构造成具有美观的外壳，其具有平滑和连续的形状。如图所示，该外壳具有平滑且不间断的圆筒形。相反地，例如，非平滑且不连续的外壳可能会有褶皱、脊部或截断部。

连接器外壳130可为电缆120与插头132之间的物理和电连接(例如，焊接连接)提供保护。连接器外壳130可由弹性材料(例如，塑料或金属)构成。插头132可以是可操作地将电缆(例如，图1的电缆120)连接到电子设备的任何类型的电连接器(例如，RCA、DVI、HDMI、HDCP、VGA、显示器端口、USB、迷你USB、微USB、电力连接器、磁连接器、30插脚连接器或任何其它标准或专用接口)。

图2是传统应力消除元件210的横截面透视图。应力消除元件210可包括外壳啮合元件212、应力消除部214和壁217，该壁具有内表面216和外表面218。电缆接纳通道211可操作地接纳电缆(例如，图1的电缆120)，并且包括第一端213和第二端215。壁217的厚度基本上沿着应力消除部214的长度恒定。应力消除元件210的设计实现了始终均匀的挠曲特性，导致了在第二端215产生对于包含在电缆接纳通道211的任何电缆的相对高的应力点。

附图3A是根据本发明实施例的示例性的应力消除元件301的横截面透视图。应力消除元件301包括外壳啮合元件312、应力消除部314、和壁317，其具有内表面316和外表面318。电缆接纳通道311可操作地接纳电缆(例如，图1中的电缆120)并且包括第一端313和第二端315。应力消除元件301也包括一个或多个调整元件350，每一个调整元件改变内表面316的轮廓/尺寸和壁317的相应厚度，由此导致沿着应力消除部314的长度的变化的壁厚。

调整元件350为应力消除部314提供可调整的挠曲和/或应力消除特性。可使用任何合适数量的因素来调整应力消除部314。例如，在应力消除部314中使用的调整元件350的数量和调整元件350之间的间距可影响应力消除部314的调整。另外，每个调整元件314的形状和大小可构造为实现所需要的挠曲特性。例如，调整元件可具有环形或圆圈的形状，其中深度、宽度和锥度角是可变化的。如图3A所示，一系列的环形或圆圈形状的调整元件350提供瓦楞状(corrugated)或波纹状的如手风琴样的电缆接纳通道311。如另一个例子(未示出)，调整元件可具有比环形或圆圈的形状更具尖角性质的形状。例如，可以使用梯形或三角形的形状。

柔韧性随着壁厚的减少而增加，并且随着壁厚的增加而减少。使用该概括作为设计路标(roadmap)，应意识到调整应力消除元件301以使得其在端部315附近比端部313附近更具柔性。调整元件350在端部315附近更加集中，并且由于这种集中，壁317在端部315附近的厚度比在端部313附近更薄。这在附图3B中已更加清晰地示出，图3B示出了应力消除元件301的横截面顶部视图。

现可将调整元件350具体标识为调整元件352、354、356和358。应力消除元件301被设计为在端部313(例如，元件301的一部分，在此处电缆与连接器外壳接合的部分)为电缆提供刚性支撑。从调整元件352到调整元件358，元件352、354、356和358在宽度和深度上逐渐增加，由此当电缆接近第二端部313时，允许沿应力消除部314的长度的越来越多的电缆柔性。利用以这种方法调整的应力消耗元件301，电缆在第二端部315附近的应力基本上得以减轻。

基于应力消除元件中使用的调整元件的尺寸和形状，壁317的所有或者部分内表面与电缆接纳通道311中的电缆(未示出)相接触。在某些实施例中，不具有调整元件的壁317的多个部分可与电缆相齐平地配合。例如，电缆接纳通道311在第二端部315处的部分可形成与电缆的紧密过盈配合(interference fit)。电缆可自由地浮在电缆接纳通道311中(例如，不物理地结合到壁317的内表面)。在其它实施例中，电缆可结合(通过热结合或粘合剂)到壁317的内表面的至少一部分。

图4是根据本发明实施例的应力消除元件401的横截面顶视图。应力消除元件401具有应力消除元件301的许多相同属性，并且因此使用同样的标记表示相同的特征，只是现在部件用“4XX”取代了“3XX”来进行标记。元件401包括电缆接纳通道411和壁417，该壁具有外表面418和内表面416。应力消除元件401与应力消除元件301不同在于应力消除部414具有较短的长度。另外，调整元件452，454和456被设计成这样，使得元件401在端部413附近比端部415的附近更加柔韧。

图5是根据本发明实施例的应力消除元件501的横截面顶视图。应力消除元件501包括独立调整元件552。调整元件552可包括锥形部553、颈部554、以及非锥形部555，其中颈部554提供了壁517的壁厚的阶梯性的变化。当锥形部553朝向颈部554延伸时，锥形部553从第一端部513逐渐减小壁厚。在颈部554处，壁厚改变以适应非锥形部555的壁厚。如果需要，非锥形部555可被设计为锥形。

图6是根据本发明实施例的用于制造应力消除元件的示例性流程图。起始于步骤610，提供形成该应力消除元件的外部维度的模具。例如，该模具可形成外壳啮合元件和应力消除部的外部维度。在步骤620中，在模具中设置有可拆卸的杆并且该杆在模制步骤期间保持在原处。该杆被成形为保证电缆接纳通道(例如，图3A的通道311)形成为具有一个或多个适合尺寸和形状的调整元件。

在步骤630中，使用模具和可拆卸的杆将应力消除元件模制成型。在一个实施例中，可使用压制模(compression mold)来模制应力消除元件。可使用任何数量的不同的技术来制造压制模。在一个方法中，可将绕杆模制硅片材。在另一个方法中，可使用聚氨酯片材和泡沫的结合来形成应力消除元件。在另一个实施例中，可用注塑模具工艺来模制应力消除元件。在步骤640中，根据本发明的一个实施例，拆除可拆卸的杆以获得具有一个或多个调整元件的应力消除元件。

图7是根据本发明实施例的制造具有应力消除元件的电缆组件的示例性流程图。在步骤710中，提供应力消除元件(例如，图1的应力消除元件110)。接下来，在步骤720中，电缆(例如，电缆120)可电耦接至插头(例如，插头132)。在电缆与插头之间的电耦接可包含，例如，电缆中单个电线之间的焊接连接和插头上的导电触点。

在步骤730中，电缆滑进应力消除元件的电缆接纳通道(例如，图3的电缆接纳通道311)。应力消除元件可被定位成使得当应力消除部插入连接器外壳中时，其将穿过连接器外壳的开口。在步骤740中，插头、电缆和应力消除元件插入到连接器外壳中并被永久性地附接到连接器外壳。应力消除元件的外壳啮合元件可使用任何合适的方法固定到连接器外壳上。

为实现或实践这里所描述的本发明，应理解前面所述的图和说明书中的各种特征、元件或工艺流程可互换或相互结合。本领域技术人员可以理解，本发明可通过所述实施例之外的其它实施例来实现，所述实施例仅是示意性的说明而非限制性的，并且本发明仅仅通过下面的权利要求加以限定。

Claims (19)

1.一种电缆应力消除元件，包括：

外壳啮合元件，和

远离该外壳啮合元件方向延伸的应力消除部，该应力消除部包括：

限定了该应力消除部外部轮廓的外表面；

从应力消除部第一端部延伸到应力消除部第二端部的电缆接纳通道；和

限定了电缆接纳通道的尺寸的内壁，该内壁具有至少一个限定了应力消除部的挠曲特性的调整元件。

2.如权利要求1的电缆应力消除元件，其中外壳啮合元件与应力消除部包括集成结构。

3.如权利要求1的电缆应力消除元件，其中外表面类似于圆柱体。

4.如权利要求1的电缆应力消除元件，其中至少一个调整元件操作以选择性地提供针对应力消除部的设置有该至少一个调整元件的部分的应力消除。

5.如权利要求1的电缆应力消除元件，其中至少一个调整元件包括多个调整元件。

6.如权利要求5的电缆应力消除元件，其中在各个调整元件之间存在预定量的间隙，其中在各个调整元件之间的预定量的间隙相同和/或不同。

7.如权利要求5或6的电缆应力消除元件，其中每一个调整元件具有不同的尺寸。

8.如权利要求5或6的电缆应力消除元件，其中调整元件的位置和尺寸使得在第一端部比在第二端部提供更多的应力消除和/或在第二端部比在第一端部提供更多的应力消除。

9.如权利要求1的电缆应力消除元件，其中该至少一个调整元件包括环形或圆圈的形状。

10.如权利要求1的电缆应力消除元件，其中至少一个调整元件包括锥形区域、颈部区域和非锥形区域。

11.如权利要求1的电缆应力消除元件，其中应力消除元件由硅树脂构造成。

12.一种电缆组件，包括：

插头；

连接至该插头的连接器外壳；

连接至流连接器外壳的应力消除元件，该应力消除元件包括至少一个调整元件，其改变应力消除元件的壁厚以提供选择性的应力消除；和

电缆，其连接到该连接器外壳、应力消除元件和插头，其中该应力消除元件对电缆提供选择性的应力消除。

13.如权利要求13的电缆组件，其中该应力消除元件通过粘合剂连接至连接器外壳。

14.如权利要求13的电缆组件，其中该应力消除元件进一步包括啮合该连接器外壳的外壳啮合元件。

15.如权利要求15的电缆组件，其中外壳啮合元件嵌入到连接器外壳中。

16.如权利要求13的电缆组件，其中该应力消除元件包括应力消除部并且该连接器外壳包括开口，并且该应力消除部朝向远离连接器外壳的方向延伸穿过该开口。

17.一种制造应力消除元件的方法，该方法包括：

提供模具，其形成应力消除元件的外部尺寸；

在模制阶段期间，将可拆卸的支杆固定在模具内，该支杆成型为保证形成带有一个或多个调整元件的电缆接纳通道；

通过使用模具和可拆卸支杆来模制应力消除元件；和

拆除可拆卸的支杆以获得具有一个或多个调整元件的应力消除元件。

18.如权利要求17的方法，其中模制应力消除元件包括压铸模制应力消除元件和注塑模制应力消除元件中的至少一种。

19.一种制造电缆组件的方法，该方法包括：

提供具有电缆接纳通道的应力消除元件，该电缆接纳通道具有至少一个调整元件；

将电缆连接至插头；

将电缆滑进电缆接纳通道中；和

将插头、电缆、和应力消除元件插入连接器外壳中，并且将插头、电缆和应力消除元件固定在连接器外壳中。

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