用于端接高速电缆屏蔽的系统 本发明涉及电连接器技术，特别是涉及用于端接高速电缆金属屏蔽，例如电缆的金属编织物的系统。
典型的高速电缆包括由管状内介质围绕的中心导线或线心。屏蔽设置在内介质的外侧用于电缆的屏蔽和/或接地，这种典型的屏蔽是管状的金属编织物。然而，也可以使用一或更多纵向导线，并且通常称其为″加敝线″。在屏蔽外侧围绕着合成电缆的是一个绝缘外套。
有各种类型的连接器用来端接高速电缆。典型的这类连接器具有端接到电缆中心导线或线心的接点。这样的连接器亦有用于端接高速电缆金属屏蔽的某种形式的端接件，通常是为了接地的目地。这类连接器的一种典型系统是通过焊接把金属屏蔽端接到端接件上。为了同样的目的，其他的系统使用卷曲方式至少把一部分端接件固定地卷曲在金属编织物上。
随着电子线路在各种工业(如计算机和通信工业)中的日益小型化以及电连接器相应的小型化，在端接小型高速电缆，特别是在端接电缆的金属屏蔽时已经出现了值得重视的问题。例如小同轴电缆的外径大约是0.090英寸。围绕导线/线心的内介质的外径可以是大约0.051英寸，而中心导线/线心的直径可以大约是0.012英寸。在使用中也有直径参数更小的同轴电缆。
在端接非常小的同轴电缆时遇到的问题是通常要环绕地端接电缆的金属屏蔽。例如在使用焊接方式时，(为了焊接的需要)在靠近金属屏蔽处所施加的热量对下述的内绝缘会造成热损伤，并且在实质上造成内绝缘的裂变和裂解。如果使用惯用的卷曲型端接，典型的卷曲力通常会使环绕电缆导线/线心的内绝缘被压扁或变形。
在高速电缆的金属屏蔽不是端接到柱形端接件上，而是把屏蔽端接到扁的端接件或接点上时，上述问题就变得更加复杂了。例如，把同轴电缆的管状金属屏蔽或编织物端接到印刷电路板的扁平接地电路片上的技术是公知的。通常是简单地使同轴电缆的管状金属编织物收缩成绞合线或″辫线″，再依次焊接到电路板的扁平接地片上。
在扁平接地体上端接电缆金属屏蔽或编织物的另一种方式已在1994年四月19日批准并且转让给本申请人的美国专利5,304,069号中公开。在此项专利中，若干同轴电缆的金属编织物被端接到高速信号传输端子模件的接地板上。同轴电缆的导线/线心被端接到模件的信号端子上。
在把高速电缆的管状金属屏蔽或编织物端接到例如印刷电路板的扁平接地片上，或是如上述美国专利的平面接地板上，或是接到任何其他形式的扁平或非管形端接件上时，本发明对已有的各种设计方案都有所考虑。应当明白，在端接到非管形端接件的情况下，在高速电缆的中心导线/线心从该导线/线心完全被管形金属屏蔽或编织物围绕的″受控环境″到该导线/线心与编织物分离的″非受控环境″之间会产生一个过渡区。希望这一过渡区具有尽量小的面积和(在电缆的纵向)尽量短的长度。金属屏蔽编织物的端接最好是在相对于整个电缆中心导线/线心接近180°的区域内(或是至少在两个点上)。扁平端接件最好要重叠或至少延伸到金属屏蔽或编织物与围绕电缆导线/线心的管状结构的分离点处。并且还希望任何给定高速电缆的金属屏蔽或编织物能端接到作为电缆中心导体/线心扁端接件的同一侧。
本发明是要解决上述的问题，并在用于把高速电缆的金属屏蔽端接到例如接地板的端接件上的系统中尽可能地满足上述的设计参数。
本发明的目的是提供一种端接高速电缆金属屏蔽以及用于端接电缆屏蔽的新式和改进的方法。
在本发明的解释性实施例中公开了一种用于端接一对高速电缆金属屏蔽的系统。每条电缆具有外套，除去了部分外套暴露出部分金属屏蔽的内金属屏蔽，以及设在金属屏蔽与中心导线之间的内绝缘。一个刚性套管被定位在金属屏蔽与各条电缆的绝缘之间。一个大体上为平面的延长接地板具有一对挤压臂，挤压臂从板上靠近其一端的相对边沿上向内突出，用于挤压该对电缆金属屏蔽的暴露部分。每个挤压臂把屏蔽挤压在挤压臂和刚性套管之间。挤压臂把一对电缆定位在挤压臂之间的接地板上。
如本文所述，一对挤压臂在板的各个相对侧从板的相对边沿上突出。这一对挤压臂在板的纵向上被分开。接地板是通过冲压成形来制作的，并且形成板状金属材料，而刚性套管是用金属材料制作的。
在本发明的一个变更实施例中，刚性套管包括一个整体的双套管元件，它具有通过一个连接板连接的一对套管部分。套管部分被定位在两条电缆的金属屏蔽和内绝缘之间。在接地板与整体双套管元件之间设有互补的内部啮合保持装置，用于将该元件保持在接地板上。如本文所述，该保持装置包括设在接地板上的一个整体弹簧夹，它能与双套管元件的连接板啮合。这一对套管部分和整体双套管元件的连接板最好与挤压臂和接地板具有相同的形状和剖面，以便使双套管元件能套装在挤压臂之间的区域内。
通过以下接合附图的详细说明可以看到本发明的其他目的，特征和优点。
在附加的权利要求书中提出了具认为具有新颖性的本发明的特征。通过以下参照附图的说明可以理解本发明及其目的和优点，在附图中用相同的标号表示相同的部件，其中的：
图1是采用本发明的一种电连接器的透视图；
图2是大体上沿图1中2-2线所见的纵剖面图；
图3和一个刚性套管一起表示了为采用本发明而制备的一条同轴电缆的的透视图；
图4是按图3所示制成的同轴电缆的透视图，在电缆的金属屏蔽与绝缘之间插入了刚性套管；
图5是用于形成端接件或是接地板的一片冲压成形金属坯料的透视图；
图6是接地板的透视图，在其中形成了挤压臂的初级或开口位置，并且还结合了多条内部已插入刚性套管的同轴电缆；
图7与图6类似，但是表示了同轴电缆与接地板的挤压臂之间正确的相对位置；
图8是一个与图7类似的透视图，但是其中的挤压臂与电缆的金属屏蔽是挤压啮合的；
图9是用图8的部件组装成的图2所示的端接模件的透视图；
图10是本发明另一实施例的整体双套管元件的透视图；
图11是与图10的整体双套管元件一起使用的一个接地板的纵向侧视图；
图12是图11的接地板的平面图；
图13是安装在四条同轴电缆的绝缘周围的一对图2所示的整体双套管元件的端视图；
图14是类似于图13的视图，但是表示了定位在双套管元件周围的同轴电缆的金属编织物；
图15是类似于图14的视图，但是表示了同轴电缆和插入接地板的挤压臂中的双套管元件；以及
图16是类似于图15的视图，但是表示了与金属屏蔽形成挤压啮合的挤压臂。
更详细地参照附图，首先是图1和2，本发明体现为一种屏蔽的电连接器，笼统地用10表示，它是一种混合电连接器，用于端接低速数据传输线的导线和高速或高频传输线的导线。具体地说，电连接器10包括安装有多个数据传输端子14(图1)的绝缘套12(图2)。统一用16表示的一个导电屏蔽基本上包住绝缘套12，并且具有围绕数据传输端子14的配合端向前伸出的遮盖部18。基本上对应美国专利US5,358428号(1994.10.25)的两只后壳(未示出)由套12和屏蔽16上向后伸出。外层模制罩20包括一个整体的电缆应力释放器22，它与包括数据传输线和高速或高频传输线的复合电缆24相接合。一对螺杆26穿过外层模制罩，并且在其向前的顶端26a具有外螺纹，以便把连接器固定到互补配合的连接器，仪表盘，或是其他结构上。
从图2中可以更清楚地看到，高速信号传输端子模件30从后端插入设在绝缘套12中的通道31，。端子模件30包括一对端子单元30a和30b，接地板32被夹在二者之间。每个端子单元包括柱34和一个槽口。各个端子单元上的柱从各个端子单元上延伸，通过接地板中的孔或槽口44(图5)进入另一个端子单元的槽口，从而把端子单元30a和30b作为组件固定到接地板32上。一旦组件被插入图2所示的套12的通道31中，两个端子单元就能有效地把接地板夹在中间。通过各个端子单元上的斜锁闩把端子模件保持在绝缘套内。
各端子单元30a和30b至少围绕着一个高速信号端子38构成外层模制罩。在图1的连接器中，一对端子38的接触端以及接地板32的前端在屏蔽16的环绕遮盖部18之内向前突出。端子38(图9)的后端38a被端接到在图2中统一用40表示的多个同轴电缆的中心导线/线心52上。如下所述，本发明特别着重于同轴电缆金属屏蔽56对接地板32端接的方式。
具体地说，图5中统一用″B″表示一个坯料，它是由导电金属板材冲压而成并且用它形成接地板32。坯料″B″大体上是T形的，并且包括即将形成接地板32的叶片部分的一个腿或是杆部42。叶片部分包括一个孔44，端子30a和30b的柱34(图2)从孔中伸出。一对翼或臂46在腿的一端从基本上相对的各自边沿上向外伸出。如下所述，这些翼即将构成接地板的挤压臂。最后，在叶片部分42的相对边沿上冲压出倒刺或齿49，以便把接地板和端子单元30a和30b的组件固定在外套内部。
图3和4结合着一个刚性圆筒形套管50表示为了使用本发明的端接系统而制备好的一条同轴电缆40。关于这一点需要指出的是每条同轴电缆40具有惯用的结构，其中的每条电缆包括由管状的内绝缘54围绕的中心导体或线心52。由管状金属编织物56形成的金属屏蔽围绕着内绝缘54。用塑料一类材料制成的绝缘外套58围绕着金属编织物56形成整体的复合同轴电缆40。
按照本发明，刚性套管50可以从箭头″A″的方向(图3)上插入金属屏蔽56与同轴电缆40的绝缘54之间的位置，直到刚性套管到达其前端大体上与内绝缘54的前端齐平的位置，如图4所示。从图中可见，为了实现端接，中心导体/线心52在纵向上比内绝缘和套管向外突出。套管可以由刚性金属材料制成。刚性套管实际上保护了绝缘54，以防外部的挤压或是以下要说明的挤压力的损伤。
图6表示图5的冲压坯料″B″，其中的翼46(图5)已经被向内弯曲形成了一对上挤压臂62a和一对下挤压臂62b。实际上，在接地板42的板的相对边缘上具有一对相对的挤压臂，用于挤压一对同轴电缆，并且在板的每个相对侧而上设有一对相对的挤压臂。一对62a设在叶片部分42的最后端，而另一对62b设在第一对的纵向前方稍有间隔的位置上。采用这种结构的接地板可以端接一至四条同轴电缆，这取决于连接器的规格。在计算机的应用中，可以用三条电缆来传送监视器的红，绿及兰的色调信号。第四条电缆可以用于传送平面屏幕监视器的象素时钟定时信号。为了便于说明，图6表示了三条同轴电缆40，每条电缆已按照图3所示的方式制备好了，并且如图4所示在每条电缆的金属屏蔽与内绝缘之间插入一个刚性套管50。
图7表示的同轴电缆40已被移到了金属屏蔽56及其下面的刚性套管50与挤压臂62a和62b配准或是对齐的位置。挤压臂的功能是使同轴电缆相对于接地板32的叶片部分42准确地定位。在图7中所示的挤压臂是处于初期或是操作位置上。
加工端接组件的下一个步骤是挤压或是形成挤压臂62a和62b，使其围绕着刚性套管50外侧暴露的金属屏蔽56与同轴电缆形成挤压啮合，如图8所示。用足够的力把挤压臂挤压到金属屏蔽56上，通过刚性套管使金属屏蔽翻转，从而在屏蔽与挤压臂之间形成良好的电连接。套管的实际作用是相对于挤压力形成支点。刚性套管可以保护内绝缘54，防止其受到挤压臂62a和62b的挤压或是损伤。
一旦制成了图8所示的组件，就将组件与端子单元30a和30b以及高速信号传输端子38装配在一起，形成如图9所示并且在以上结合图2已经说明的端子模件30。通过焊接把同轴电缆的中心导体/线心52连接到端子38的内端38a，用端子单元30a和30b把接地板32的叶片部分42夹在中间，如上述的图2中所示。然后如图2所示把端子模件安装在绝缘套12之内。
图10-16表示本发明的一个变更实施例，其中在接地板32两侧的一对刚性套管被一个整体的双套管元件代替了，该元件在图10中统一用70表示。每个整体双套管元件包括一对由连接板74连接的圆筒形套管部分72。
图11和12表示上述的接地板32，其区别仅是增加了一对冲压成形的弹簧夹76，它们被设在接地板的叶片部分42的各个开口78外部。另外，在图11和12中使用相同的标号表示在图5-9中针对接地板32所描述的相同的元件。弹簧夹的作用是啮合处于双套管元件70的套管部分72之间的连接板74，从而把元件夹持在接地板的叶片部分42上。啮合面76a(如图11中所示)实际上是与叶片部分42的各个相邻表面分开的，分开的距离小于各个连接板74的厚度，以便对连接板形成弹性挤压，并且把双套管元件挤压在接地板的叶片部分上。
图13表示两个整体的双套管元件70，它们的套管部分72位于四条同轴电缆的内绝缘54周围。
图14类似于图13，但是两条同轴电缆的金属屏蔽56已经被定位在各个整体双套管元件70的套管部分72周围。从图中可以看到，金属编织物在用80表示的点上被纵向切开，从而使双套管元件的连接板74能够滑入金属编织物，使套管部分72定位在屏蔽的内侧。
图15表示两个双套管元件和四条定位在预制的挤压臂62a和62b内部的同轴电缆。组件的这种状态大体上相当于图7所示的第一实施例的状态，其区别仪是用弹簧夹76使双套管元件70定位。
最后，图16表示挤压臂62a和62b已经挤压在四条同轴电缆的金属屏蔽56上，并且每个双套管元件70的两个套管部分72的作用是垫在金属屏蔽后面，并且保护各条同轴电缆的内绝缘54。第二实施例的这种方式大体上相当于以上结合图8所述的第一实施例。
以上通过同轴电缆的金属屏蔽与接地板42构成的端接件32的端接说明了本发明的概念。然而，应该理解的是本发明的概念还可以等效地应用于金属屏蔽56与其他类型的端接件之间的端接，例如电气端子本身之间的端接。
显然，在不脱离本发明实质及核心特征的条件下还可以用其他特定的形式来体现本发明。因此，无论从哪方面来看，以上提出的实施例都是为了说明，而不是加以限制，并且本发明并不仅限于以上所述的细节。