CN1293574C - 扁带形末端的挠性互联电缆及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种制造挠性互联电缆的方法，包括提供一个芯，以及用导电的屏蔽元件包裹所述芯。绕所述芯挤压出一个绝缘的鞘层以环绕所述屏蔽元件，并且一个具有扁带形末端和分开的中间部分的多线电缆元件连接到所述芯的一端。从所述鞘中去掉所述芯以将所述电缆元件插入所述鞘。所得到的组件具有松散地容纳在所述屏蔽层和鞘中的电缆元件的中间部分。

Description

扁带形末端的挠性互联电缆及其制造方法

相关申请

本申请是2001年3月30日提交的美国申请09/822,550的后续申请。

技术领域

本发明涉及的领域是多线电缆，更具体地涉及小型同轴电缆。

背景技术

有些特定要求的应用中要求微型多线电缆组件。当需要的导体的数量很多时，为了使电缆避免出现不期望的庞大体积，必须使用很好的导体。为了限制电噪声和干扰，在导体中采用带有屏蔽层的同轴线。中心导体外面包裹着一层电介质套，电介质套把它与具有导电性的屏蔽层电气意义上地隔离开。这样的电线束外面包裹着一个导电的编织屏蔽层，外面还有一个保护套。

在一些需要用很多不同种类导体的应用中，期望电缆非常柔软，容易弯曲或者叫“松软(floppy)”。比如有一种连接医用超声感应器(medical ultrasound transducer)的电缆，在电缆的硬度对弯曲有中等抵抗力时，超声成像就变得困难。可是，用传统方法来给电缆装保护套，线束就会有不期望的硬度。

另外，有大量导体的电缆组件与其他元件装配在一起也很费时，而且昂贵。当在线束中采用分立的电线时，不容易判定是那一根的末端与在线束的另一端选定的电线对应，它需要长时间的连续测试。正常的情况下，电缆一端的电线头是与连接器或印刷电路板之类的元件相连接，而且连接器或电路板是同能给电线加电的测试仪器连接在一起的，一次连接一个，这样装配者就能把指定的电线一端连接在第二连接器或电路板的合适位置上。

在扁带形电缆中，电线是按一定顺序排列的，而且从电缆的一端保持到另一端，能解决上述问题。但随着扁带形电缆中的电线都焊接在一起，它们抵抗弯曲，形成的电缆有不期望的硬度。而且扁平带沿着多条纵向的折叠线折叠，可能不会产生紧凑的横截面，出现不希望的体积增大，也可能产生不了在许多应用中期望得到的圆形横截面。

本发明通过提供一种电缆组件及其制造方法克服现有技术的这些限制。该方法包括提供一个芯，并且用导电的屏蔽元件包裹所述芯。一个绝缘鞘层从所述芯伸出以环绕所述屏蔽件，并且一个具有扁带形末端和分开的中间部分的多线电缆元件连接到所述芯的一端。所述芯被从所述鞘中去掉以将所述电缆元件插入所述套。如此得到的组件具有松散地容纳在所述屏蔽件和鞘中的电缆部件的中间部分。

附图说明

图1是本发明优选实施例中的电缆组件的透视图。

图2是图1所示实施例中电线元件的透视图。

图3是图1所示实施例中电线元件一个端部的放大截面图。

图4是图1所示实施例中的电缆组件的一个放大截面图。

图5是图1所示实施例中的电缆组件在弯曲条件下的一个放大截面图。

图6是本发明的制造电缆组件的一种优选方法中的第一过程的简化侧视图。

图7A和图7B是本发明优选实施例中的电缆鞘元件的横截面图。

图8是权利要求6的制造方法中选择的一个阶段中的电缆组件的侧视图。

图9是权利要求6的制造方法中选择的一个阶段中的电缆组件的侧视图。

图10是权利要求6的制造方法中选择的一个阶段中的电缆组件的侧视图。

图11是按照权利要求6的制造方法制造后的电缆组件的侧视图。

优选实施例

图1示出了电缆组件10有一个连接器端12，一个转换器端14以及一个挠性的连接电缆16。连接器端和转换器端都是能与电缆16连接的元件的例子。在本例中，连接器端包括一个电路板20，电路板带有连接器22用来连接电子设备比如超声成像机。连接器端包括一个连接器外壳24，一个包围在电缆末端的应力消除件26。在对端，有一个超声转换器30与电缆相连。

电缆16包括大量精细的同轴屏蔽线32。正如图2所示，电线被安排成组33，每组在每一末端有扁带形部分34，在扁带形部分和几乎整个长度电缆的延伸部分之间有一个伸长的松散部分36。每个扁带形部分包括一个单独的并排放置的电线层，彼此粘接，修剪得暴露出每根电线的屏蔽层和中心导体。在所述松散部分，除了末端，电线都不相连。

每根电线的屏蔽层和导体与电路板相连，或者以传统方式与电子元件或连接器，如使用电缆的应用中的需求规定的。电线的松散部分36跨电缆在应力消除件之间的全长，穿过应力消除件，延伸到扁带形部分所排布和连接的外壳中。

每个扁带形部分34都被标上一个特殊的标志，使得装配者能够将给定组中相对的扁带形部分对应上，并且将每组中特殊电线的末端对应上。组标识符40印在扁平部分上，在每个扁带形部分上的第一电线标识符42保证每个扁平部分序列上的第一根电线能在末端被识别出来。在每组中每个扁平部分的电线序列一一对应是很重要的。这样，装配者能将从给定的组A中从标识第一根电线数起的第n根电线与相对的扁平部分的第n根电线对应上，不需要进行连续地试错测试来寻找正确的电线。这种对应关系是确定的，即使每组的松散中间部分36能被允许相对组中其它中间部分移动或者相对于电缆中的其他组中的中间部分。

图3示出了一个典型的末端横截面，电线在外部的保护层44上焊接处46连接到一起，同时每根电线的导电屏蔽层50互相之间保持电气隔离，并且内部的电介质52和导体54保持完整和隔离。在可选实施例中，扁平部分的固定可以通过采用粘接邻接的保护层44，通过把每个保护层粘接到共同的条带或薄片上，或者通过使用机械夹子。

图4示出了一个贯穿几乎整个电缆长度的电缆的横截面图，远离扁平部分，揭示了中间部分。电线被松散地安置在一个挠性的圆柱形电缆保护套60中。正如图1所示，可导电的编织屏蔽层62包裹着所有的电线，附着在保护套的内表面上，确定出一个孔64。回到图4，孔的直径要选择得比能紧密包裹所有电线的尺寸大一些。这样可以使得电缆能够以最小的阻力弯曲到一个很大的程度，如图5所示，因为电线能自由地滑动成扁的结构，其中孔的横截面比保持伸直时的圆形截面减小，如图4所示。

在优选实施例中，有8组电线，每组16根，虽然它们的数目有可能会改变，而且有的实施例中有可能把所有的电线放在一组中。电线的外径优选选用0.016英寸，但也有可能尺寸会变化到任意尺寸范围，这取决于具体应用。护套部分60的外径为0.330英寸，鞘的孔径为0.270英寸。这就形成了一个0.057英寸的横截面孔(在电缆伸直的圆形)。当松散电线被包裹成一个横截面面积只稍微比电线总面积数大一点时，正常情况下，在孔中有很大的额外空间。这就允许电线弯曲时可以绕着彼此滑动，减小电线表面间的因紧紧缠绕在一起而产生的摩擦力，就如在传统使用中那样，电线的屏蔽层裹着电线束。在该优选实施例中，在弯曲直径是0.75英寸或大约2倍的电缆直径时，弯曲力最小，就象在两根手指间折叠电缆，并弯成一个自然直径。本质上说，弯曲半径和柔软性使得弯曲阻力只比每个元件的弯曲阻力的总和稍微大一点。因为每根电线都很细，弯曲成电缆直径尺寸范围的半径时受到的阻力最小，电线阻力总和只是很小地增加了保护套和屏蔽层的弯曲阻力，这些阻力加在一起就是弯曲时的整个阻力。

制造方法

图6示出了一个鞘制造设备70，其包括一个屏蔽物编织机72和一个挤压机74。一个具有光滑外表面的直径0.250英寸孔径0.200英寸的尼龙芯管76。所述芯管可在很大范围的可选材料中任意选择，并可以是实芯。所述管被送入所述编织机，在其中被包裹良导体金属网80以形成屏蔽62。这样包裹后，屏蔽的芯被送入挤压机74，在其中被裹上鞘60以形成鞘元件82，如图7A和7B的截面图所示。在优选实施例中，鞘的材料是挠性PVC，可替换的材料包括热塑合成橡胶或者聚亚安酯。屏蔽层在有限的低温下被挤压，从而让鞘材料保持粘性，而不过分地穿透屏蔽线之间的孔隙，并且一点也不接触到所述芯，除非如图7B所示的最低程度的接触。这就避免了因粘住而使芯管抽出困难。鞘材料通过至少部分地环绕某些屏蔽线部分地封装它们，并且在所选的实施例中，穿透所述线之间的空隙以接触或者接近所述芯的表面。

但是，鞘材料至少部分地封装屏蔽线，产生附着力以帮助维持屏蔽层和鞘在整个程度上在内部互相接触，不用在制造过程中拆卸，组装或者使用电缆。因此，屏蔽线不会从鞘中掉出，而会在整个长度上粘在一起。这就对张力提供了弹性阻抗力，并有利于在张力消失的时候恢复其原始长度。屏蔽线提供了延长的限制，因为它们完全地将线包在其中以抵抗增加的张力，此后鞘的弹性将屏蔽层恢复到其关于其中的线的原始长度和直径以提供理想的挠性，如上所述。在有些应用中，如果屏蔽层从鞘中脱出了，就能得到这些功能和好处，只要鞘相对于电缆线是松的，并且保持与鞘在每端都连接。

图8示出了一节鞘82(包括芯、屏蔽层和鞘)，其被切割以提供一个末端86。一个相对末端(未图示)类似地被切。鞘层被沿着线90切割以除去一个每端都包括大约6英寸的一节的末端92，同时保留屏蔽线和芯不动。如图9所示，所述末端被去掉，并且屏蔽线62被折回形成圆柱形靠着鞘60的外面，并且通过一条粘接带94固定在末端。在此阶段，屏蔽层的末端可以，但不一定，通过一个应力释放元件96的连接固定到所述末端。所述应力释放元件可以是一个模铸橡胶件，覆盖着屏蔽线的折回部分，或者可以是一个牢固的夹子型的装置，将屏蔽层和鞘端部箍紧在一个环形间隙或空隙中。即使没有应力释放元件，折回的屏蔽末端也会因为来自相对端的轴向张力而抵抗从鞘上位移。

如图10所示，电缆扁带33的末端与芯76的一端通过一个编织的鞘100连接，在有施加张力的时候会崩裂其包裹的东西。诸如夹子、带子或者其它钩子之类的可选实施例也可以采用，只要足够细以便容易地通过鞘的孔，并在所述线穿过鞘时保护其扁带形末端，都不损坏鞘中的屏蔽层。芯76从与连接扁带33相对的末端拉出，直到鞘的每一端都露出大致相等长度的电缆，并且所述芯从所述扁带脱出，如图11所示，该图显示了所得到的电缆元件。所述电缆元件具有在每一端露出的扁带形末端，并且在每一端都有标识每一组以及每组的第一线以便操作的标志。所述线被激光去皮以露出中心的导体和每根线的屏蔽层，使得能够连接到电路元的如上所述的连接器上。

在可选实施例中，可以在扁带插入后加上应力消除件，并且折回的屏蔽线可以剪掉。在一些实施例中，屏蔽线可以在鞘挤压期间被有效地粘到鞘内，使得不需要再折回以及末端抽头以防屏蔽层在扁带插入期间滑出或者歪缩。在其它实施例中，屏蔽层可以更松或易于从鞘内分离出来，这使得图示的屏蔽层末端折回成为必要。

尽管上文是按照优选的和可选的实施例说明的，本发明并不受其限制。

Claims (20)

1.一种电缆组件，包括：

多根电线，每根都有第一末端和相对的第二末端；

所述电线的第一末端按照第一放置顺序彼此固定；

所述电线的第二末端按照基于第一放置顺序的第二放置顺序彼此固定；

所述电线在第一末端和第二末端之间具有中间部分，中间部分彼此分开；以及

一个鞘，包括一个松散地包裹着所有电线的内屏蔽层。

2.根据权利要求1所述的电缆组件，其中屏蔽层包括多条编织的线。

3.根据权利要求1所述的电缆组件，其中鞘包括一个外面部分，其限定出一个具有内表面的孔，并且其中屏蔽层是接触该表面的管。

4.根据权利要求3所述的电缆组件，其中所述管包括至少部分地封装屏蔽层选定的部分。

5.根据权利要求1所述的电缆组件，其中第一末端和第二末端是扁带形的。

6.根据权利要求1所述的电缆组件，其中所述电线的第一末端是按照一种选定的顺序彼此邻接地平行放置的，而所述电线的第二末端也是按照所述选定的顺序彼此邻接地平行放置的。

7.根据权利要求6所述的电缆组件，其中在第一末端和第二末端上都有标志，在所述顺序中标识第一根电线的各末端。

8.根据权利要求1所述的电缆组件，其中包括多个电线组，每组内的电线彼此固定，而且线组之间是彼此分开的。

9.根据权利要求8所述的电缆组件，其中在每组电线组的每一个末端上都有一个标志，用来标识该线组与其他线组区别开。

10.一种制造电缆组件的方法，包括：

提供一个芯；

用导电的屏蔽元件包裹所述芯；

通过利用一个绝缘的鞘层形成一个鞘以环绕所述屏蔽元件；

从所述鞘中去掉所述芯；以及

将一个多线电缆元件插入所述鞘，所述电缆包括具有在第一末端和第二末端之间彼此分开的中间部分的多条电线，且所述屏蔽元件环绕所有电线。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述芯是光滑塑料圆柱体。

12.根据权利要求10所述的方法，其中包裹所述导电的屏蔽元件包括绕着所述芯包裹多条电线。

13.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述鞘包括绕屏蔽层挤压鞘层。

14.根据权利要求10所述的方法，包括这样的步骤：在从鞘中去掉所述芯之前将所述电缆元件与所述芯连接。

15.根据权利要求10所述的方法，包括在去掉所述芯之前去掉鞘层的一个端部并将屏蔽层露出的端部折回到留下的鞘层上。

16.根据权利要求10所述的方法，包括在去掉所述芯之前将一个应力释放元件装到所述鞘的一个端部。

17.根据权利要求10所述的方法，其中所述多条电线在其末端为扁带形。

18.一种制造电缆组件的方法，包括：

提供一个芯；

用导电的屏蔽元件包裹所述芯；

挤压出一个绝缘的鞘层以环绕所述屏蔽元件；

将一个具有扁带形末端和分开的中间部分的多线电缆元件连接到所述芯的一端；以及

从所述鞘中去掉所述芯以将所述电缆元件插入所述鞘，所述屏蔽元件环绕电线。

19.根据权利要求18所述的方法，包括在去掉所述芯之前去掉鞘层的一个端部并将屏蔽层露出的端部折回到留下的鞘层上。

20.根据权利要求18所述的方法，包括将一个具有扁带形末端和分开的中间部分的多线电缆元件连接到所述芯的一端。

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