CN105229867A

CN105229867A - 低矮的应变释放和电缆保持

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Publication number: CN105229867A
Application number: CN201480007430.4A
Authority: CN
Inventors: J·D·特纳
Original assignee: Bose Corp
Current assignee: Bose Corp
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: US20140216811A1; WO2014123730A1; EP2954597B1; CN105229867B; US9048651B2; EP2954597A1

Abstract

一种用于将电缆保持到外壳的应变释放和电缆保持组件包括由柔性材料制成的锚件。沿着锚件的轴线的内部膛的尺寸被设置为配合电缆的外护套。片部沿着与膛的轴线垂直的轴线远离膛而延伸。由刚性材料制成的板沿着锚件的片部延伸。锚件的一部分穿过板，使得板放置为在片部与外壳的面之间平贴片部。来自电缆的加强纤维围绕板和片部被系，将来自电缆的应力分布到板和外壳。

Description

低矮的应变释放和电缆保持

背景技术

本公开涉及用于电子设备的低矮的(low-profile)应变释放和电缆保持特征。

当含有电导体或光导体的电缆接合到诸如电子器件外壳之类的其它结构时，称为应变释放的特征通常用在电缆与其它结构之间的接头处以防止电缆上的力在接头的部位处对导体或电子器件造成损坏。例如，电缆的急剧弯曲可能趋向于在电缆内折断导体。由短管组成、比电缆略硬、符合电缆并且从仅仅在外壳以内到超出外壳短距离而覆盖电缆的应变释放可以防止电缆在接头的部位处被急剧弯曲。应变释放特征也可以在电缆在连接件中终止的端部处被发现，而不是在设备中。

相关的特征是电缆保持。电缆保持是将电缆接合到外壳的机构，使得其不能被至少对于在目标范围以内的力拉出。通过确保在电缆上的力仅施加到电缆的结构元件以及设备外壳而不是导体本身，电缆保持也可以保护在电缆中的导体。

应变释放和电缆保持特征趋向于增加体积至电缆或它们被耦接到的设备。通常的应变释放和电缆保持特征倾向于将电缆或外壳的长度或厚度延伸超过单独的电连接或光连接所需的长度或厚度。【出于欧洲的目的，考虑识别你认为相对是最接近本发明的现有技术参考文献；不要说这是最接近的；只是识别它、复制并粘贴摘要，可能修改措辞。考虑将本发明公开为对技术问题的解决方案，通常该问题并未被以上识别出的最接近的现有技术所克服。】

发明内容

通常，在一个方面，用于将电缆保持到外壳的应变释放和电缆保持组件包括由柔性材料制成的锚件，该锚件包括管部分和在管部分的一个端部处的长方形平面部分。该锚件沿着管的轴线具有内部膛(bore)，终止在平面部分的孔中，该内部膛的尺寸被设置为配合电缆的外护套。平面部分包括沿着与管的轴线垂直的第二和第三轴线远离管部分延伸的第一和第二片部，这些片部占据与管的轴线垂直的平面。应变释放和电缆保持装置还包括由刚性材料制成的板，该板大致匹配锚件的平面部分的形状并且沿着锚件的平面部分的两个片部延伸。锚件的管部分穿过板中的中心孔，使得板放置为平贴锚件的平面部分。

各个实施方式可以包括以下中的一个或多个。锚件的平面部分可以具有四个凹口，两个处于第一和第二片部中的每一个片部上，在平行于对应的第二和第三轴线的片部的外边缘，在每个片部上的两个凹口彼此直接跨过该片部，并且该板可以具有沿着板的外边缘被定位的四个凹口，使得在板中的凹口对应于在锚件的平面部分上的凹口。第二和第三轴线可以是重合的，锚件的平面部分的两个片部在与管的轴线垂直的平面中以180°远离彼此延伸。管部分包括中间部分和主要部分，中间部分与平面部分相邻并且具有匹配板的中心孔的直径的外径，主要部分超过中间部分远离平面部分延伸。管的主要部分可以沿着其长度渐缩，并且在主要部分相邻于中间部分的端部处具有大于板的中心孔的外径，外径沿着主要部分的长度远离平面部分而减小。

通常，在一个方面，一种设备包括电缆，该电缆具有包含在外护套以内的多个导体和加强层，该设备还包括外壳，该外壳包含被电或光耦合到电缆的导体的电子器件，该外壳通过外壳的面中的孔接纳电缆，该设备还包括锚件，该锚件由柔性材料制成并且包括穿过在外壳的面中的孔的管部分以及在外壳以内的管部分的第一端部处的长方形平面部分，该电缆沿着管部分的轴线穿过内部膛并且在平面部分中的孔终结，该膛的尺寸被设置为配合电缆的外护套，并且该平面部分包括沿着与管的轴线垂直的第二和第三轴线远离管部分延伸的第一和第二片部，该片部占据与管的轴线垂直并且与外壳的面平行的平面，该设备还包括板，该板由刚性材料制成并且大致匹配锚件的平面部分的形状并且沿着锚件的平面部分的两个片部延伸，锚件的该管部分穿过板中的中心孔，使得该板放置为在锚件的平面部分与外壳的面之间平贴锚件的平面部分。电缆的加强层包括纤维，该纤维在外壳以内被分开为至少两束，该两束中的每一束围绕锚件的平面部分的片部中的一个或另一个以及板被系成结，使得施加到电缆的外部应变可以经由加强纤维被传递到板。

各个实施方式可以包括以下中的一个或多个。胶可以覆盖加强层中的结。加强层的纤维可以包括芳纶纤维。外壳可以大致是平坦的，具有每个均显著地大于其厚度的长度和宽度，并且外壳的厚度可以比电缆的外径大3.5mm以下。外壳可以是大致平坦的，具有每个均显著地大于其厚度的长度和宽度，并且外壳的总厚度可以小于6mm。在外壳中的孔处的管部分在通过管的膛与管的外径之间可以是0.3mm厚，板的宽度比管部分的外径可以大1.0mm，并且外壳的外厚度比板的宽度可以大1.6mm。外壳可以大致是平坦的，具有每个均显著地大于其厚度的长度和宽度，并且外壳的厚度可以由外壳以内的电子器件确定。

板可以具有沿着板的外边缘被定位的四个凹口，这些凹口位于彼此直接跨过板的长轴线的两对中，其中结在凹口处围绕板被系，使得结比板远离凹口的宽度更窄，并且结沿着板的长度不能自由滑动。锚件的平面部分还可以具有四个凹口，其中在第一和第二片部的每个片部上、在与对应的第二和第三轴线平行的片部的外边缘上有两个凹口，使得在锚件的平面部分中的凹口对应于在板上的凹口。第二和第三轴线可以是重合的，锚件的平面部分的两个片部在与管的轴线垂直的平面中以180°远离彼此延伸。管可以包括中间部分和主要部分，该中间部分与平面部分相邻并且具有匹配外壳的面中的孔的直径，并且该主要部分远离外壳的面延伸。管的主要部分可以沿着其长度渐缩，并且在主要部分相邻于中间部分的端部处可以具有大于外壳中的孔的外径，该外径沿着主要部分的长度远离外壳的面而减小。

可以包括第二电缆，其具有包含在第二外护套以内的第二多个导体和第二加强层，该外壳通过在外壳的第二面中的第二孔接纳第二电缆。可以包括第二锚件，其具有管部分和平面部分，该第二电缆穿过第二内部膛，该第二内部膛的尺寸被设置为配合第二外护套，第二锚件在其它方面对应于第一锚件，其中第二锚件的平面部分的两个片部平行于外壳的第二面。第二板，其对应于所述第一板，第二锚件的管部分穿过第二板中的中心孔，使得第二板放置为在第二锚件的平面部分与外壳的第二面之间平贴第二锚件的平面部分。电缆的第二加强层可以以与第一加强层相同的方式被分开为束并且围绕第二锚件和第二板被系。第二多个导体可以是与第一多个导体数量不同的导体。在第一电缆中的导体中的至少一些导体可以被耦合至电声换能器，并且在第二电缆中的导体可以被耦合至音频输入插座。电子器件可以包括有源噪声消除电路，并且在电缆中的导体中的至少一些导体可以被耦合至电声换能器。

优点包括提供宽且浅而不是长且厚的应变释放和电缆保持特征，允许安全的电缆保持而不会使得相关联的电子器件外壳更大、更长或更厚。由在电缆上拉动造成的张力被传输到外壳的机械结构中而不将应变置于导体上、焊点上或者导体被连接到的电路板上。

以上提及的所有示例和特征可以以任何技术上可行的方式进行结合。从说明书中以及从权利要求书中，其它特征和优点将显而易见。

附图说明

图1示出了将电缆接合至外壳的应变释放和电缆保持特征的透视图。

图2示出了图1的应变释放和电缆保持特征的示意性平面图。

图3示出了图1的应变释放和电缆保持特征的锚部件的透视图。

图4示出了图1的应变释放和电缆保持特征的板部件的透视图。

图5示出了装配有图4的板的图3的锚件的平面图。

图6示出了在权利要求1中的应变释放和电缆保持特征的示意性端部图。

具体实施方式

在一些电子设备中，普遍的是具有这样的电缆：该电缆具有附着到含有相关联的电子器件的金属或塑料外壳的大量导体。在一个特定的示例中，如在图1中部分示出且在图2中概略示出的，用于有源噪声消除耳机的控制模块10具有连接到它的两个电缆12和14(图1仅示出一个电缆14和控制模块10的一端)。在图1和图2的示例中，一个电缆12具有来自用于连接到音频源(未示出)的插座的四个导体16，并且另外的电缆14具有用于连接到耳机(未示出)中的诸如电声换能器和控制开关之类的附加电子器件的十六个导体16。相似的构造被用在许多其它的应用中。在一些示例中，一些或所有的导体都是光学的而不是电气的，诸如用来提供高速通信。

针对电气实施方式，导体16被焊接到印刷电路板(PCB)20上的焊盘22(来自第二电缆14的导体的仅八个被示出在附图中，其中另外的八个被相似地布置在电路板20的远侧上)。焊盘22在PCB以内被布线到附加的电子部件18。光导体将被相似地耦合到光收发器设备并随后耦合到印刷电路板上的其它电子部件。为了防止在电缆12和14上拉取的力损坏或拉出导体16，在控制模块的每一端处提供应变释放组件100。在图2中，应变释放组件被外部地示出在图的顶端处，其中以虚线示出内部特征。应变释放件以横截面被示出在图1的底端处。

应变释放组件100包括两个主要元件，锚件102和板104。锚件由诸如TPE或天然橡胶之类的柔性材料制成，具有介于60至75邵氏硬度(ShoreA)之间的硬度。板104由诸如金属或结构塑料之类的刚性材料制成。板104通过控制模块的外壳24被保持在控制模块10的端部中。外壳24通常也由刚性材料制成，其可以与板是相同的材料类型或者不同的材料类型。在一些示例中，板104是金属且外壳24是结构塑料。诸如凹槽或者片(未示出)之类的附加的保持特征可以定位且有助于保持板和锚件处于外壳的端部处。图1仅示出了外壳24的底部一半的一端——匹配的顶部一半(未示出)包围电路板和应变释放组件以使控制模块完整。另外一端与示出的底部被相似地构建，如由图2中的示意图所指示的。

锚件102和板104相应地在图3和图4中分别以更多细节示出，并且没有外壳或电缆的应变释放组件100被示出在图5中。锚件102具有两个区域，突出到外壳以外并且围绕电缆12或14的端部的管106，以及符合金属板104的内侧面的翼108。管106刚好在外壳10的入口之前增大电缆/锚件组件的刚度，防止在电缆上的任何侧向力在接合处弯曲电缆到远至导体可能断裂的程度。管的中间部分110被缩窄以穿过在板104中的孔112以及外壳10中的对应的孔(见图1)，将管106的外部接合至翼108。如图2中所示，电缆12或14延伸通过包括中间部分110的管106，使得电缆的护套114终止在或者刚好超过翼108之间的管106的膛116的端部，并且导体继续与外壳以内的电子器件18接合。

回到图1和图2，除了导体、屏蔽和绝缘体之外，电缆12和14还包含加强层118。在一些示例中，加强层由杜邦(DuPont)制造的芳纶纤维制成。也可以使用适用于提供电缆中的抗张强度的其它材料，例如包括丝、线或尼龙。通常，该强度被指定针对作为整体的电缆，诸如在300％耐受伸长的1200PSI的最小强度。除了导体和绝缘体的抗张强度之外，加强纤维将被用来实现目标值。为了有助于保持电缆并且分布任何应变，从超过锚件的电缆中出现的加强层118的线被分到开口116的每一侧并且围绕翼108和板104被系。在翼108和板104中的凹口120、122提供了用于待被系的加强线的锚件部位，使得如果电缆从外面被拉动，结124并不向着外壳110中的开口滑动返回。胶126(在图1中的结中的一个结上被部分地切除)被施加到结124，进一步将加强线118固定至板104。

如组装的，拉取电缆12或者电缆14远离控制模块10的力通过加强线118被传递至板104并且由该板104传递至控制模块本身，而不是传递至导体或者通过导体传递至控制模块以内的电子器件(PCB20或者独立的电子器件18)。这用于保持在控制模块中的电缆并且消散在电缆中的应力而不向导体或电子器件施加应力。

印刷电路板20可以直接延伸到锚件102的翼108，允许导体在电缆的端部处直接被连接到电路板。因为具有加强纤维118系到它的板104提供了刚好在外壳的外表面以内的应变释放和电缆保持，其并不需要外壳的长度的任何显著的增大、允许外壳尽可能地小、仅被在其内包含的电子器件的尺寸所限制。通过将负载分布到侧面，应变释放100也避免增加外壳的高度超过由电子器件所需的高度。图6示出了由每个部件的最小增加的厚度的叠加。如图所示，管106的中间部分可以非常薄，与电缆14的厚度独立。针对诸如TPE之类的一些材料，管可以小至0.3mm厚，使得管直径D_T比电缆直径D_C大0.6mm。类似地，板仅需要比通过其容纳管的孔宽少许，在一些情况下延伸超过管的边缘小至0.5mm，使得板宽度W_P比管直径D_T宽1.0mm。最终，外壳可以在顶部和底部接触板，在一些示例中在外壳的壁中具有凹槽以容纳板。在一些示例中，外壳材料是0.8mm厚，使得外壳厚度T_C仅比板宽度W_P大1.6mm。总的来说，外壳可以比电缆厚小至3.2mm，即，T_C＝1.6+1.0+0.6+D_C＝D_C+3.2mm。针对在一些实例中的2.7mm的电缆直径，这意味着总外壳可以小至5.9mm厚，这仅仅是电缆厚度的两倍。在一些示例中，比起电缆和其应变释放组件100，电子器件18要求在外壳10以内的更大的厚度。

若干实施方式已经被描述。然而，将理解的是，可以做出附加的修改而不偏离本文描述的发明构思的范围，并且相应地，其它实施例也处于以下权利要求书的范围以内。

Claims

1.一种用于将电缆保持到外壳的应变释放和电缆保持装置，所述装置包括：

锚件，所述锚件由柔性材料制成并且包括管部分和在所述管部分的一个端部处的长方形平面部分，

所述锚件具有沿着所述管的轴线并且终止在所述平面部分的孔中的内部膛，所述膛的尺寸被设置为配合所述电缆的外护套，并且

所述平面部分包括沿着与所述管的所述轴线垂直的第二轴线和第三轴线远离所述管部分延伸的第一片部和第二片部，所述片部占据与所述管的所述轴线垂直的平面；以及

板，所述板由刚性材料制成并且大致匹配所述锚件的所述平面部分的形状并且沿着所述锚件的所述平面部分的所述两个片部延伸；

所述锚件的所述管部分穿过所述板中的中心孔，使得所述板放置为平贴所述锚件的所述平面部分。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述锚件的所述平面部分具有四个凹口，其中在所述第一片部和第二片部的每个片部上、在与对应的所述第二轴线和第三轴线平行的所述片部的外边缘上有两个凹口，在每个片部上的所述两个凹口彼此直接跨过所述片部；并且

所述板具有沿着所述板的外边缘被定位的四个凹口，使得在所述板中的所述凹口对应于在所述锚件的所述平面部分上的所述凹口。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二轴线和第三轴线是重合的，所述锚件的所述平面部分的所述两个片部在与所述管的所述轴线垂直的所述平面中以180°远离彼此延伸。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述管部分包括中间部分和主要部分，所述中间部分与所述平面部分相邻并且具有匹配所述板的所述中心孔的直径的外径，所述主要部分远离所述平面部分延伸超过所述中间部分。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述管的所述主要部分沿着其长度渐缩，并且在所述主要部分相邻于所述中间部分的端部处具有大于所述板的所述中心孔的外径，所述外径沿着所述主要部分的所述长度远离所述平面部分而减小。

6.一种装置，包括：

电缆，所述电缆具有包含在外护套以内的加强层和多个导体；

外壳，所述外壳包含电耦合或光耦合到所述电缆的所述导体的电子器件，所述外壳通过在所述外壳的面中的孔接纳所述电缆；

锚件，所述锚件由柔性材料制成并且包括管部分和长方形平面部分，所述管部分穿过所述外壳的所述面中的所述孔，所述长方形平面部分在所述外壳以内的所述管部分的第一端部处，

所述电缆沿着所述管部分的轴线穿过内部膛并且终止在所述平面部分的孔中，所述膛的尺寸被设置为配合所述电缆的所述外护套，并且

所述平面部分包括沿着与所述管的所述轴线垂直的第二轴线和第三轴线远离所述管部分延伸的第一片部和第二片部，所述片部占据与所述管的所述轴线垂直的且与所述外壳的所述面平行的平面；以及

所述锚件的所述管部分穿过所述板中的中心孔，使得所述板放置为在所述锚件的所述平面部分与所述外壳的所述面之间平贴所述锚件的所述平面部分，

所述电缆的所述加强层包括纤维，所述纤维在所述外壳以内被分开为至少两束，所述两束中的每一束围绕所述锚件的所述平面部分的所述片部中的一个或另一个片部以及所述板被系成结，使得施加到所述电缆的外部应变经由所述加强纤维被传递到所述板。

10.根据权利要求6所述的装置，进一步包括在所述加强层中覆盖所述结的胶。

11.根据权利要求6所述的装置，其中所述加强层的所述纤维包括芳纶纤维。

12.根据权利要求6所述的装置，其中所述外壳大致是平坦的，具有每个均显著地大于所述外壳的厚度的长度和宽度，并且所述外壳的所述厚度比所述电缆的外径大3.5mm以下。

13.根据权利要求6所述的装置，其中所述外壳大致是平坦的，具有每个均显著地大于所述外壳的厚度的长度和宽度，并且所述外壳的总厚度小于6mm。

14.根据权利要求6所述的装置，其中在所述外壳中的所述孔处的所述管部分在通过所述管的所述膛与所述管的外径之间是0.3mm厚，所述板的宽度比所述管部分的所述外径大1.0mm，并且所述外壳的外厚度比所述板的宽度大1.6mm。

15.根据权利要求6所述的装置，其中所述外壳大致是平坦的，具有每个均显著地大于所述外壳的厚度的长度和宽度，并且所述外壳的厚度由所述外壳以内的所述电子器件确定。

16.根据权利要求6所述的装置，其中所述板具有沿着所述板的外边缘被定位的四个凹口，所述凹口位于彼此直接跨过所述板的长轴线的两对中，并且

所述结在所述凹口处围绕所述板被系，使得结比所述板远离所述凹口的宽度更窄，并且所述结沿着所述板的长度不能自由滑动。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述锚件的所述平面部分还具有四个凹口，其中在所述第一片部和第二片部的每个片部上、在与对应的所述第二轴线和第三轴线平行的所述片部的外边缘上有两个凹口，使得在所述锚件的所述平面部分中的所述凹口对应于在所述板上的所述凹口。

18.根据权利要求6所述的装置，其中所述第二轴线和第三轴线是重合的，所述锚件的所述平面部分的所述两个片部在与所述管的所述轴线垂直的所述平面中以180°远离彼此延伸。

19.根据权利要求6所述的装置，其中所述管包括中间部分和主要部分，所述中间部分与所述平面部分相邻并且具有匹配所述外壳的所述面中的所述孔的直径的外径，并且所述主要部分远离所述外壳的所述面延伸。

20.根据权利要求19所述的装置，其中所述管的所述主要部分沿着其长度渐缩，并且在所述主要部分的相邻于所述中间部分的端部处具有大于所述外壳中的所述孔的外径，所述外径沿着所述主要部分的所述长度远离所述外壳的所述面而减小。

21.根据权利要求6所述的装置，进一步包括：

第二电缆，所述第二电缆具有包含在第二外护套以内的第二加强层和第二多个导体，所述外壳通过在所述外壳的第二面中的第二孔接纳所述第二电缆；

第二锚件，所述第二锚件具有管部分和平面部分，所述第二电缆穿过第二内部膛，所述第二内部膛的尺寸被设置为配合所述第二外护套，所述第二锚件在其它方面对应于所述第一锚件，其中所述第二锚件的所述平面部分的两个片部平行于所述外壳的所述第二面；

第二板，所述第二板对应于所述第一板，所述第二锚件的所述管部分穿过所述第二板中的中心孔，使得所述第二板放置为在所述第二锚件的所述平面部分与所述外壳的所述第二面之间平贴所述第二锚件的所述平面部分；

所述电缆的所述第二加强层以与所述第一加强层相同的方式被分开为束并且围绕所述第二锚件和第二板被系。

22.根据权利要求21所述的装置，其中所述第二多个导体是与所述第一多个导体数量不同的导体。

23.根据权利要求21所述的装置，其中在所述第一电缆中的所述导体中的至少一些导体被耦合至电声换能器，并且在所述第二电缆中的所述导体被耦合至音频输入插座。

24.根据权利要求6所述的装置，其中所述电子器件包括有源噪声消除电路，并且在所述电缆中的所述导体中的至少一些导体被耦合至电声换能器。