CN108429034B - 电缆接头 - Google Patents

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Abstract

一种电缆接头(16)，包括壳体(102)，其具有通道(106)，所述通道配置为将第一电缆(14)的第一信号导体(406)保持在其中。所述通道配置为将第二电缆(18)的第二信号导体(108)保持在其中，与所述第一信号导体电接合，使得所述第一信号导体和第二信号导体电互连。所述第二电缆具有的直径比所述第一电缆大。接地屏蔽件(104)在所述壳体的外部，使得所述接地屏蔽件至少部分地在所述第一信号导体和第二信号导体的周围延伸。所述接地屏蔽件电连接到所述第一电缆和第二电缆的电接地导体(48，112)。

Description

电缆接头
技术领域
本文的主题总体上涉及使各种电气装置互连的电缆。
背景技术
电缆和连接器用于在各种行业中传输数据。电缆跨越电气装置之间的距离，以在电气装置之间提供电路径。电连接器端接电缆，并与电气装置的互补连接器配合，以经由电缆提供的电通路使电气装置互连。
一些连接器的端接接口(连接器在其中端接多条线缆)可以具有相对较高的电连接密度，并因此具有相对较紧密的电缆分组，这例如归因于许多现代连接器的小形状因数和/或信号路径的数量。因此，一些连接器的端接接口可能仅能容纳在尺寸上高达一定直径的电缆。换言之，一些连接器的端接接口可能仅能容纳直径相对较小的电缆。但是，由于小直径电缆的损耗率，这样的小直径电缆可能不适于跨越电气装置之间的一定距离。具体地，直径足够小以能装配在连接器的端接接口内的电缆的损耗率可能高得令人不能接受。相反，对于电气装置之间的给定距离具有可接受的损耗率的直径较大的电缆太大，而不能在连接器的端接接口内分组。
相应地，仍然需要可以端接到带有具有相对较高的电连接密度的端接接口的连接器的较低损耗电缆。
发明内容
根据本发明，一种电缆接头包括壳体，其具有通道，所述通道配置为将第一电缆的第一信号导体保持在其中。所述通道配置为将第二电缆的第二信号导体保持在其中，与所述第一信号导体电接合，使得所述第一信号导体和第二信号导体电互连。所述第二电缆具有的直径比所述第一电缆大。所述电缆接头还包括在所述壳体的外部的接地屏蔽件，使得所述接地屏蔽件至少部分地在所述第一信号导体和第二信号导体的周围延伸。所述接地屏蔽件电连接到所述第一电缆和第二电缆的电接地导体。
附图说明
图1是电连接器组件的实施例的透视图。
图2是图1中示出的连接器组件的电缆组件的实施例的透视图。
图3是沿着图2的线3-3截取的图2中示出的电缆组件的截面图。
图4是电缆组件的另一实施例的截面图。
图5是电缆接头的阵列的实施例的视图。
具体实施例
图1是电连接器组件10的实施例的透视图。组件10包括电连接器12、电缆14、电缆接头16和电缆18。电连接器12配置为与互补电连接器20配合，电连接器20安装到一个或多个其他电缆(未示出)或如示例性实施例所示直接安装到电气装置22。电缆14端接到连接器12(即连接器12端接电缆14，或者被端接到电缆14)。电缆接头16将电缆18电连接到对应的电缆14，以在电气装置22与另一电气装置24之间提供电通路。如下所述，电缆18具有的直径大于电缆14的直径。每个电气装置22和24可以是任何类型的电气装置。电缆14中的每一个在本文中可以称为“第一电缆”，而电缆18中的每一个在本文中可以称为“第二电缆”。
连接器12包括保持触头模块28的壳体26。触头模块28沿着连接器12的配合接口30延伸保持信号触头(未示出)和接地触头(未示出)，在配合接口30处，连接器12与互补连接器20配合。在示例性实施例中，触头模块28大致沿垂直平面取向。但是，在其他实施例中，其他取向是可能的。例如，在一些实施例中，触头模块28大致沿水平平面取向。
每个触头模块28包括保持导体的阵列的电介质载体32。载体32可以包覆模制在导体的阵列之上，但也可以附加地或替代地使用其他制造工艺来形成载体32。可选地，在包覆模制载体32之前，导体的阵列被冲压并形成为整体的引线框架。引线框架的连接导体的部分在包覆模制之后被移除，以在由载体32保持的阵列中提供单独的导体。附加地或替代地，使用其他制造工艺来形成导体阵列。
导体阵列包括信号触头、下面描述的信号安装触头(未示出)、以及将信号触头连接到对应的信号安装触头的引线(未示出)。信号触头、引线和信号安装触头限定通过触头模块28的信号路径。可选地，信号触头布置成承载差分信号的对。
在示例性实施例中，触头模块28包括接地屏蔽件34，其沿着信号路径提供阻抗控制、和/或使信号触头免受电磁干扰(EMI)和/或射频干扰(RFI)的电屏蔽。接地屏蔽件34包括接地触头36，其配置为与互补连接器20的对应的配合接地屏蔽件38配合。接地屏蔽件34还包括将在下面描述的接地安装触头(未示出)。接地触头36、对应的接地屏蔽件36的本体40和接地安装触头限定通过触头模块28的接地路径。在一些替代实施例中，接地触头38和接地安装触头形成为上述导体阵列的一部分。
连接器12包括端接接口42，在此(即，在端接接口42处)，电缆14端接到连接器12。具体地，在电缆14的端部44处，电缆14的信号导体46(在图2和图3中示出)和接地导体48(在图2和图3所示)分别与沿着端接接口42布置的对应的信号安装触头和接地安装触头电连接地端接。在示例性实施例中，四十条电缆14在端接接口42处端接到连接器12。具体地，十个触头模块28中的每一个端接四条线缆14。但是，任何数量的电缆14可以端接到连接器12。另外，在其他实施例中，电缆14沿着端口接口42的其他布置是可能的。为了清楚起见，图1中仅示出了电缆14、电缆接头16和电缆18中的一些。
电缆接头16将电缆14的相对的(相对于端部44的)端部50电连接到对应的电缆18的端部52。电缆18的相对的(相对于端部52的)端部54端接到另一电连接器(未示出)或如示例性实施例所示地直接端接到电气装置24。
电缆接头16的各种实施例可以配置为用于某些应用。尽管在本文中示出为与电连接器12一起使用，但在其他实施例中，电缆接头16用于电互连两条线缆，其中一条或两条线缆未端接到电连接器(例如，其中电缆14直接端接到电气装置22的实施例)。尽管在本文中示出为与类似于由TEConnectivity开发的STRADA Whisper或Z-PACK TinMan产品线的电连接器12一起使用，但电缆接头16可以与任何其他类型的电连接器一起使用。
电缆接头16的实施例可以但不限于与具有相对较高密度的电触头的阵列(例如，相对较高密度的阵列可以沿着端口接口42每100mm2具有至少12个或至少20个信号触头)的电连接器一起使用。电缆接头16的实施例可以但不限于与小形状因数电连接器(例如，配置为符合特定标准的电连接器，所述标准例如但不限于小形状因数可插拔(SFP)标准、增强型SFP(SFP+)标准、四通道SFP(QSFP)标准、C形状因数可插拔(CFP)标准、以及通常被称为XFP标准的万兆SFP标准)一起使用。可以使用本文所述的实施例的电缆接头16的一些应用的非限制性示例包括：主机总线适配器(HBA)、廉价磁盘冗余阵列(RAID)、工作站、服务器、存储机架、高性能计算机或开关。
可以认为或可以不认为组件10包括电连接器20、电气装置22、电气装置24、和/或端接到电缆14的端部54的任何电连接器(如果包括的话)。电缆14、电缆接头16和电缆18的组合在本文中可以称为“电缆组件”。
图2是连接器组件10(图1)的电缆组件100的实施例的透视图。图3是沿着图2的线3-3截取的组件100的截面图。现在参考图2和图3，电缆组件100包括电缆14、电缆接头16和电缆18。如上所述，电缆18具有的直径比电缆14大。电缆接头16使得具有不同的直径的两条线缆能够电连接(即拼接)在一起。在示例性实施例中，电缆14为30美国线规(AWG)，电缆18为26AWG。但是，电缆14和18中的每一个可以具有任何直径。较小直径的电缆14可以减少相邻的对之间的串扰。此外，在示例性实施例中，电缆14是包括两个信号导体46的双股电缆，并且电缆18也是包括两个信号导体108的双股电缆。但是，在其他实施例中，每条线缆14和18可以包括任何其他数量的信号导体。信号导体46中的每一个在本文中称为“第一”和/或“第三”信号导体。信号导体108中的每一个在本文中称为“第二”和/或“第四”信号导体。
电缆接头16包括壳体102和电接地屏蔽件104。为了清楚起见，接地屏蔽件104在图2中以虚线示出。壳体102包括一个或多个通道106。每个通道106配置为保持电缆14的信号导体46和电缆18的对应信号导体108二者。通道106配置为保持两个信号导体46和108彼此电接合，使得两个信号导体46和108电互连。如图3最佳地示出的，直径较大的电缆18的信号导体108具有的直径比直径较小的电缆14的信号导体46大。相应地，每个通道106配置为保持具有不同直径的两个信号导体(来自两个不同的电缆)彼此电接合。因此，电缆接头16能够使得直径较大的电缆(例如电缆18)电连接(即拼接)到直径较小的电缆(例如电缆14)。
具体地，通道106的大小和形状被选择为分别将电缆14和18的信号导体46和108保持为彼此电接合。通道106可以配置为保持具有各种不同直径的两个不同尺寸的信号导体。如本文所使用的，当两个结构经由物理接触、焊接、熔接和/或诸如此类而电连接在一起时，它们“电接合”和彼此“电连接”。在一些实施例中，通道106配置为将信号导体46和108保持为压配合布置，其中信号导体46和108物理接触地按压在一起，使得在不使用焊接、熔接和/或诸如此类的情况下形成充分的电连接。在其他实施例中，信号导体46和108焊接、熔接、压接和/或诸如此类在一起，以在它们之间形成充分的电连接。
如上所述，在示例性实施例中，电缆14和18中的每一个具有两个相应的信号导体46和108。相应地，电缆接头16的壳体102的示例性实施例包括两个通道106，它们中的每一个保持信号导体46和108的对应的对。但是，壳体102可以包括任何数量的通道106，以将具有任何数量的信号导体的电缆拼接在一起。通道106中的每一个在本文中可以称为“第一”和/或“第二”通道。
接地屏蔽件104包括在壳体102的外部的本体110。电缆接头16的壳体102可以由接地屏蔽件104的本体110保持，使得本体110分别至少部分地在壳体102以及电缆14和18的端部50和52的周围延伸。接地屏蔽件104的本体110因此至少部分地在信号导体46和108的周围延伸，从而为信号导体46和108提供免受EMI和/或RFI的屏蔽。
为了给本体110供电，并且从而为信号导体46和108提供上述屏蔽，接地屏蔽件104的本体110电连接到电缆14的电接地导体48(例如导电编织物、导电箔和/或诸如此类)。接地屏蔽件104的本体110还电连接到电缆18的电接地导体112(例如导电编织物、导电箔、电缆引流线和/或诸如此类)。在示例性实施例中，电缆14和18分别设置有导电的电缆套圈116和118，并且接地屏蔽件104的本体110经由相应的电缆套圈116和118电连接到接地导体48和112。具体地，电缆套圈116和118分别固定在电缆14和18的端部50和52的周围，使得电缆套圈116和118与相应的接地导体48和112电接合。接地屏蔽件104的本体110与电缆套圈116和118电接合，使得本体110电连接到接地导体48和112。
在示例性实施例中，接地屏蔽件104包括弹簧凸片120，其径向向内地突出，并且各自电接合对应的电缆套圈116或118，以将接地屏蔽件104的本体110电连接到接地导体48和112。在一些实施例中，凸片120配置为与对应的电缆套圈116或118物理接触地接合，使得在不使用焊接、熔接和/或诸如此类的情况下形成充分的电连接。在其他实施例中，凸片120焊接、熔接和/或诸如此类到对应的电缆套圈116或118，以在它们之间形成充分的电连接。每个凸片120可以与一个或多个其他凸片120不同地配置(例如在尺寸、形状和/或诸如此类上)，例如以便于容纳对应的更大或更小直径的电缆。
在其他实施例中，作为凸片120的附加或替代，可以使用其他布置、配置和/或诸如此类来将接地屏蔽部件104的本体110电连接到接地导体48和/或112。例如，接地屏蔽件104的本体110可以分别压接在电缆14和18的端部50和52的周围，以使本体110(和/或可以可选地被包括的任何凸片120)与电缆套圈116和/或118进行电接合(作为使用任何焊接、熔接和/或诸如此类的附加或替代)。另一示例包括在本体110内形成开口(未示出)，该开口可以熔接、填充有焊料和/或诸如此类。
在示例性实施例中，接地屏蔽件104的本体110具有矩形形状。但是，附加地或替代地，本体110可以包括任何其他尺寸(例如相对于壳体102、电缆14和/或电缆18)、形状和/或诸如此类，其可以被选择以便为信号导体46和108提供预定的接地屏蔽。此外，举例来说，可以选择本体110、壳体102、和/或电缆接头16的其他部件和/或特征的各种参数，以沿着电缆接头16提供阻抗控制和/或最小化电反射。可以被选择以沿着电缆接头16提供阻抗控制和/或最小化电反射的这种参数的示例包括但不限于：本体110的尺寸、形状和/或诸如此类，壳体102的尺寸、形状和/或诸如此类，壳体102与本体110之间的相对尺寸、形状和/或诸如此类，壳体102的材料，保持在壳体102内的空气的量、以及壳体102与本体110之间的空气体积的大小、和/或诸如此类。
电缆接头16可选地包括电绝缘覆盖物(未示出)，其在接地屏蔽件104的本体110的至少一部分之上延伸，以将本体110电绝缘。可选地，电缆接头16包括一个或多个应变消除结构(未示出)，其分别在接地屏蔽件104的本体110的至少一部分以及电缆14和/或18的端部50和/或52之上延伸。例如，应变消除结构可以为电绝缘套管(例如热收缩套管和/或诸如此类)，其分别在接地屏蔽件104的本体110以及电缆14和18的端部50和52之上延伸，以使本体110电绝缘并为电缆14和18提供应变消除。在其他实施例中，电缆接头16包括一个或多个分立的应变消除结构(例如，保护罩和/或诸如此类)，其为电缆14或电缆18提供应变消除。在一些实施例中，电缆接头16包括不提供应变消除的电绝缘结构(未示出)。此外，在一些实施例中，电缆接头16包括不是电绝缘的应变消除结构。
图4是电缆组件200的另一实施例的截面图，示出了不包括电缆套圈(即，不包括图2和图3所示的电缆套圈116和118)的实施例。电缆组件200包括电缆14、电缆接头216和电缆18。电缆接头216包括壳体202和电接地屏蔽件204。壳体202包括一个或多个通道206，其保持电缆14的对应的信号导体46和电缆18的对应的信号导体108。通道106中的每一个在本文中可以称为“第一”和/或“第二”通道。
接地屏蔽件204包括本体210，其保持壳体202并且为信号导体46和108提供免受EMI和/或RFI的屏蔽。接地屏蔽件204的本体210电连接到电缆14的电接地导体48，并且电连接到电缆18的电接地导体112。具体地说，本体210与接地导体48和112中的每一个电接合。在示例性实施例中，接地屏蔽件204包括弹簧凸片220，其径向向内地突出，并且各自电接合对应的接地导体48或112，以将接地屏蔽件204的本体210电连接到接地导体48和112。在一些实施例中，凸片220配置为与对应的接地导体48或112物理接触地接合，使得在不使用焊接、熔接和/或诸如此类的情况下形成充分的电连接。在其他实施例中，凸片220焊接、熔接和/或诸如此类到对应的接地导体48或112，以在它们之间形成充分的电连接。每个凸片220可以与一个或多个其他凸片220不同地配置(例如，在尺寸、形状和/或诸如此类上)，例如以便于容纳对应的更大或更小直径的电缆。
在其他实施例中，作为凸片220的附加或替代，可以使用其他布置、配置和/或诸如此类来将接地屏蔽部件204的本体210电连接到接地导体48和/或112。例如，接地屏蔽件204的本体210可以分别压接在电缆14和18的端部50和52的周围，以使本体210(和/或可以可选地被包括的任何凸片220)与接地导体48和/或112进行电接合(作为使用任何焊接、熔接和/或诸如此类的附加或替代)。另一示例包括在本体210内形成开口(未示出)，该开口可以熔接、填充有焊料和/或诸如此类。
可以将多个电缆接头16(在图1至图3中示出)分组在一起成为单个阵列，以便于组织对应的连接器的端接接口。例如，图5是配置为与电连接器12(在图1中示出)的端接接头42(在图1中示出)一起使用的电缆接头316的阵列300的实施例的视图。如图5所示，电缆接头316共享公共的接地屏蔽件结构304，所述屏蔽件结构包括多个端口306，用于容纳在端接接口42处端接连接器12的电缆14中的每一个。
在示例性实施例中，阵列300包括以多个行和多个列布置的矩形形状的四十个电缆接头316，以与端接接口42的电连接件的图案和数量互补。但是，附加地或替代地，阵列300可以包括以任何其他图案(例如圆形图案和/或诸如此类)布置的任何其他形状和任何其他数量的电缆接头316，以容纳各种不同布置和配置的端接接口。
本文描述和/或图示的实施例提供了一种电缆接头，其使得直径较大的电缆能够电连接到较小直径的电缆。本文描述和/或图示的实施例提供了一种电缆接头，其使得直径较大(并且因此电损耗较低)的电缆能够端接到带有具有相对较高的电连接密度的端接接口的连接器。本文描述和/或图示的实施例提供了一种电缆接头，其使得具有相对较高密度的端接接口的电连接器能够与跨越较大距离的电缆一起使用。

Claims (7)

1. 一种电缆接头（16），包括：
壳体（102），其具有通道（106），所述通道配置为将第一电缆（14）的第一信号导体保持在其中，所述通道配置为将第二电缆（18）的第二信号导体（108）与所述第一信号导体电接合地保持在其中，使得所述第一信号导体和第二信号导体电互连，其中所述第二电缆具有的直径比所述第一电缆大；以及
与所述第一电缆（14）的电接地导体（48）电接合的第一电缆套圈（116）、和与所述第二电缆（18）的电接地导体（112）电接合的第二电缆套圈（118）；
接地屏蔽件（104），在所述壳体的外部，使得所述接地屏蔽件至少部分地在所述第一信号导体和第二信号导体的周围延伸，所述接地屏蔽件（104）与所述第一电缆套圈和第二电缆套圈中的每一个电接合，以将所述接地屏蔽件电连接到所述第一电缆和第二电缆的电接地导体，
其中所述接地屏蔽件（104）包括在接地屏蔽件（104）的长度方向上间隔开的第一弹簧凸片和第二弹簧凸片，第一弹簧凸片和第二弹簧凸片每一个径向向内地突出且分别与所述第一电缆（14）的第一电缆套圈和第二电缆（18）的第二电缆套圈（118）电接合，以将所述接地屏蔽件电连接到所述第一电缆和第二电缆的电接地导体（48，112）。
2.如权利要求1所述的电缆接头（16），其中所述通道（106）配置为保持所述第一信号导体和第二信号导体（46，108），其中所述第一信号导体和第二信号导体被物理接触地按压在一起，使得所述第一信号导体和第二信号导体彼此电连接。
3.如权利要求1所述的电缆接头（16），其中所述通道（106）为第一通道，并且所述壳体（102）还包括第二通道，所述第二通道配置为将所述第一电缆（14）的第三信号导体保持在其中，所述第二通道配置为将所述第二电缆（18）的第四信号导体与所述第三信号导体电接合地保持在其中，使得所述第三信号导体和第四信号导体电互连。
4.如权利要求1所述的电缆接头（16），还包括应变消除结构，所述应变消除结构在所述接地屏蔽件（104）的至少一部分之上延伸，以向所述第一电缆或第二电缆（14，18）中的至少一个提供应变消除。
5.如权利要求1所述的电缆接头（16），其中所述第一信号导体和第二信号导体（46，108）至少焊接或熔接在一起。
6.如权利要求1所述的电缆接头（16），其中所述第二信号导体（108）具有的直径比所述第一信号导体大。
7.如权利要求1所述的电缆接头（16），其中所述第一电缆（14）端接到电连接器（12）。
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