用於電纜的應力消除元件及製造該元件的方法
2023-07-27 13:35:56 2
專利名稱：用於電纜的應力消除元件及製造該元件的方法
用於電纜的應カ消除元件及製造該元件的方法本申請要求2011年3月8日提交的美國臨時專利申請No. 61/450,591的權益，該申請的全部內容在此以引用的方式併入此文。
背景技術：
電纜一般用於電子設備，例如計算機、手機和可攜式媒體設備。當電纜遭受到對其施加彎曲和應カ的反覆物理操作時，該電纜最終會斷裂或撕裂。較小直徑的電纜和用於連接可攜式電子設備的電纜通常更容易斷裂，因為它們會更加頻繁地受到彎曲、拉拽、纏結或纏繞。電纜製造商們慣用應カ消除機構來緩解電纜上施加的壓カ負擔。然而，許多這些傳統的應力消除機構是無效的或並不美觀
發明內容
本發明公開了用於電纜的美觀的應力消除元件和製造該元件的方法。該應カ消除元件被構造為具有一個或多個調整元件，該調整元件為電纜提供可選擇的應カ消除。每一個調整元件可以改變應カ消除元件的壁厚，並且取決於各種因素，例如，存在多少調整元件、它們的形狀和它們在應カ消除元件中的位置，該應カ消除元件可專門地定製以滿足所要求的應カ消除特性。
參考下面的詳細說明並結合附圖，可以更好地理解本發明以上所述的與其它的方面以及各種優點，其中相同的附圖標記指代相同的部件，並且其中附圖I是根據本發明ー個實施例的帶有應力消除的示例性電纜組件的透視圖；附圖2是傳統應カ消除元件的橫截面視圖；附圖3A-B是根據本發明實施例的不同示例性的應カ消除元件的橫截面視圖；附圖4是根據本發明ー個實施例的另ー個應カ消除元件的橫截面頂視圖；附圖5是根據本發明ー個實施例的另ー個應カ消除元件的橫截面頂視圖；附圖6是根據本發明ー個實施例的製造應カ消除元件的示例性流程圖；附圖7是根據本發明ー個實施例的製造帶有應力消除元件的電纜組件的方法的流程圖。
具體實施例方式附圖I是根據本發明ー個實施例的示例性電纜組件100的透視圖。電纜組件100可以包括應カ消除元件110、電纜120、連接器外殼130和插頭132。在某些實施例中，例如所不出的實施例，兀件110的一部分結合在外殼130中。這裡,該部分(未不出)被稱為外殼嚙合元件,例如,見圖3A-B所示的外殼嚙合元件312的示例。該部分可通過粘合劑、熱結合、或ー個或多個機械夾固定到外殼130中。在另ー個實施例中，應カ消除元件110的外殼嚙合元件可連接到連接器外殼130的外表面上。也可以使用任何合適的固定應カ消除元件110的方法。例如,應カ消除元件110可通過粘合劑或熱結合直接連接到連接器外殼130的外表面。元件110的應カ消除部(所示的遠離外殼130延伸穿過開ロ 134的部分)嚙合電纜120 (電纜120穿過元件110進入到外殼130中)。電纜120的嚙合應力消除元件110的部分被提供應カ消除。根據本發明的實施例提供可具體調整為電纜組件100中所使用的電纜120的類型的應カ消除。例如，某些電纜可更好地適合於在鄰接外殼130的元件110的區域內具有增強的應カ消除，而其它電纜更適合於在相同的區域內具有減小的應カ消除。如另ー個例子，應カ消除可選擇性地基於，例如，向其提供應カ消除的電纜的類型，沿著應カ消除元件110的長度選擇性地調整。應カ消除元件110可由矽樹脂、熱塑性弾性材料(「TPE」)、聚氨酷、或者其它合適的材料構成。另外，應カ消除元件110被構造成具有美觀的外殼，其具有平滑和連續的形狀。如圖所示，該外殼具有平滑且不間斷的圓筒形。相反地，例如，非平滑且不連續的外殼可能會有褶皺、脊部或截斷部。 連接器外殼130可為電纜120與插頭132之間的物理和電連接(例如，焊接連接)提供保護。連接器外殼130可由弾性材料(例如，塑料或金屬)構成。插頭132可以是可操作地將電纜(例如，圖I的電纜120)連接到電子設備的任何類型的電連接器(例如，RCA、DVI、HDMI、HDCP、VGA、顯示器端ロ、USB、迷你USB、微USB、電カ連接器、磁連接器、30插腳連接器或任何其它標準或專用接ロ)。圖2是傳統應カ消除元件210的橫截面透視圖。應カ消除元件210可包括外殼嚙合元件212、應カ消除部214和壁217，該壁具有內表面216和外表面218。電纜接納通道211可操作地接納電纜(例如，圖I的電纜120)，並且包括第一端213和第二端215。壁217的厚度基本上沿著應カ消除部214的長度恆定。應カ消除元件210的設計實現了始終均勻的撓曲特性，導致了在第二端215產生對於包含在電纜接納通道211的任何電纜的相對高的應力點。附圖3A是根據本發明實施例的示例性的應カ消除元件301的橫截面透視圖。應力消除元件301包括外殼嚙合元件312、應カ消除部314、和壁317，其具有內表面316和外表面318。電纜接納通道311可操作地接納電纜(例如，圖I中的電纜120)並且包括第一端313和第二端315。應カ消除元件301也包括一個或多個調整元件350，每ー個調整元件改變內表面316的輪廓/尺寸和壁317的相應厚度，由此導致沿著應カ消除部314的長度的變化的壁厚。調整元件350為應カ消除部314提供可調整的撓曲和/或應カ消除特性。可使用任何合適數量的因素來調整應力消除部314。例如，在應カ消除部314中使用的調整元件350的數量和調整元件350之間的間距可影響應カ消除部314的調整。另外，每個調整元件314的形狀和大小可構造為實現所需要的撓曲特性。例如，調整元件可具有環形或圓圈的形狀，其中深度、寬度和錐度角是可變化的。如圖3A所示，一系列的環形或圓圈形狀的調整元件350提供瓦楞狀(corrugated)或波紋狀的如手風琴樣的電纜接納通道311。如另ー個例子(未示出)，調整元件可具有比環形或圓圈的形狀更具尖角性質的形狀。例如，可以使用梯形或三角形的形狀。柔韌性隨著壁厚的減少而增加，並且隨著壁厚的增加而減少。使用該概括作為設計路標(roadmap)，應意識到調整應力消除元件301以使得其在端部315附近比端部313附近更具柔性。調整元件350在端部315附近更加集中，並且由於這種集中，壁317在端部315附近的厚度比在端部313附近更薄。這在附圖3B中已更加清晰地示出，圖3B示出了應力消除元件301的橫截面頂部視圖。現可將調整元件350具體標識為調整元件352、354、356和358。應カ消除元件301被設計為在端部313 (例如，元件301的一部分，在此處電纜與連接器外殼接合的部分)為電纜提供剛性支撐。從調整元件352到調整元件358，元件352、354、356和358在寬度和深度上逐漸增加，由此當電纜接近第二端部313時，允許沿應力消除部314的長度的越來越多的電纜柔性。利用以這種方法調整的應カ消耗元件301，電纜在第二端部315附近的應カ基本上得以減輕。基於應カ消除元件中使用的調整元件的尺寸和形狀，壁317的所有或者部分內表面與電纜接納通道311中的電纜(未示出)相接觸。在某些實施例中，不具有調整元件的 壁317的多個部分可與電纜相齊平地配合。例如，電纜接納通道311在第二端部315處的部分可形成與電纜的緊密過盈配合(interference fit)。電纜可自由地浮在電纜接納通道311中(例如，不物理地結合到壁317的內表面)。在其它實施例中，電纜可結合(通過熱結合或粘合劑)到壁317的內表面的至少一部分。圖4是根據本發明實施例的應カ消除元件401的橫截面頂視圖。應カ消除元件401具有應カ消除元件301的許多相同屬性，並且因此使用同樣的標記表示相同的特徵，只是現在部件用「4XX」取代了「3XX」來進行標記。元件401包括電纜接納通道411和壁417，該壁具有外表面418和內表面416。應カ消除元件401與應カ消除元件301不同在於應カ消除部414具有較短的長度。另外，調整元件452，454和456被設計成這樣，使得元件401在端部413附近比端部415的附近更加柔韌。圖5是根據本發明實施例的應カ消除元件501的橫截面頂視圖。應カ消除元件501包括獨立調整元件552。調整元件552可包括錐形部553、頸部554、以及非錐形部555，其中頸部554提供了壁517的壁厚的階梯性的變化。當錐形部553朝向頸部554延伸時，錐形部553從第一端部513逐漸減小壁厚。在頸部554處，壁厚改變以適應非錐形部555的壁厚。如果需要，非錐形部555可被設計為錐形。圖6是根據本發明實施例的用於製造應カ消除元件的示例性流程圖。起始於步驟610，提供形成該應カ消除元件的外部維度的模具。例如，該模具可形成外殼嚙合元件和應力消除部的外部維度。在步驟620中，在模具中設置有可拆卸的杆並且該杆在模製步驟期間保持在原處。該杆被成形為保證電纜接納通道(例如，圖3A的通道311)形成為具有一個或多個適合尺寸和形狀的調整元件。在步驟630中，使用模具和可拆卸的杆將應力消除元件模製成型。在一個實施例中，可使用壓制模(compression mold)來模製應力消除元件。可使用任何數量的不同的技術來製造壓制摸。在ー個方法中，可將繞杆模製矽片材。在另ー個方法中，可使用聚氨酯片材和泡沫的結合來形成應カ消除元件。在另ー個實施例中，可用注塑模具エ藝來模製應力消除元件。在步驟640中，根據本發明的一個實施例，拆除可拆卸的杆以獲得具有一個或多個調整元件的應カ消除元件。圖7是根據本發明實施例的製造具有應カ消除元件的電纜組件的示例性流程圖。在步驟710中，提供應カ消除元件(例如，圖I的應カ消除元件110)。接下來，在步驟720中，電纜(例如，電纜120)可電耦接至插頭(例如，插頭132)。在電纜與插頭之間的電耦接可包含，例如，電纜中單個電線之間的焊接連接和插頭上的導電觸點。在步驟730中，電纜滑進應カ消除元件的電纜接納通道(例如，圖3的電纜接納通道311)。應カ消除元件可被定位成使得當應カ消除部插入連接器外殼中時，其將穿過連接器外殼的開ロ。在步驟740中，插頭、電纜和應カ消除元件插入到連接器外殼中並被永久性 地附接到連接器外殼。應カ消除元件的外殼嚙合元件可使用任何合適的方法固定到連接器夕卜殼上。為實現或實踐這裡所描述的本發明，應理解前面所述的圖和說明書中的各種特徵、元件或エ藝流程可互換或相互結合。本領域技術人員可以理解，本發明可通過所述實施例之外的其它實施例來實現，所述實施例僅是示意性的說明而非限制性的，並且本發明僅僅通過下面的權利要求加以限定。
權利要求
1.一種電纜應カ消除元件，包括 外殼哨合兀件，和 遠離該外殼嚙合元件方向延伸的應カ消除部，該應カ消除部包括 限定了該應カ消除部外部輪廓的外表面； 從應カ消除部第一端部延伸到應カ消除部第二端部的電纜接納通道；和限定了電纜接納通道的尺寸的內壁，該內壁具有至少ー個限定了應カ消除部的撓曲特性的調整元件。
2.如權利要求I的電纜應力消除元件，其中外殼嚙合元件與應カ消除部包括集成結 構。
3.如權利要求I的電纜應力消除元件,其中外表面類似於圓柱體。
4.如權利要求I的電纜應力消除元件，其中至少ー個調整元件操作以選擇性地提供針對應カ消除部的設置有該至少一個調整元件的部分的應カ消除。
5.如權利要求I的電纜應力消除元件，其中至少ー個調整元件包括多個調整元件。
6.如權利要求5的電纜應力消除元件，其中在各個調整元件之間存在預定量的間隙，其中在各個調整元件之間的預定量的間隙相同和/或不同。
7.如權利要求5或6的電纜應力消除元件，其中每ー個調整元件具有不同的尺寸。
8.如權利要求5或6的電纜應力消除元件，其中調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應カ消除和/或在第二端部比在第一端部提供更多的應カ消除。
9.如權利要求I的電纜應力消除元件，其中該至少一個調整元件包括環形或圓圈的形狀。
10.如權利要求I的電纜應力消除元件，其中至少ー個調整元件包括錐形區域、頸部區域和非錐形區域。
11.如權利要求I的電纜應力消除元件，其中應カ消除元件由矽樹脂構造成。
12.—種電纜組件，包括 摘頭; 連接至該插頭的連接器外殼； 連接至流連接器外殼的應力消除元件，該應カ消除元件包括至少ー個調整元件，其改變應カ消除元件的壁厚以提供選擇性的應カ消除；和 電纜，其連接到該連接器外殼、應カ消除元件和插頭，其中該應カ消除元件對電纜提供選擇性的應カ消除。
13.如權利要求13的電纜組件，其中該應カ消除元件通過粘合劑連接至連接器外殼。
14.如權利要求13的電纜組件，其中該應カ消除元件進ー步包括嚙合該連接器外殼的外殼哨合兀件。
15.如權利要求15的電纜組件,其中外殼哨合兀件嵌入到連接器外殼中。
16.如權利要求13的電纜組件，其中該應カ消除元件包括應カ消除部並且該連接器外殼包括開ロ，並且該應カ消除部朝向遠離連接器外殼的方向延伸穿過該開ロ。
17.—種製造應カ消除元件的方法，該方法包括 提供模具，其形成應カ消除元件的外部尺寸；在模製階段期間，將可拆卸的支杆固定在模具內，該支杆成型為保證形成帶有ー個或多個調整元件的電纜接納通道； 通過使用模具和可拆卸支杆來模製應カ消除元件；和 拆除可拆卸的支杆以獲得具有一個或多個調整元件的應カ消除元件。
18.如權利要求17的方法，其中模製應力消除元件包括壓鑄模製應カ消除元件和注塑模製應力消除元件中的至少ー種。
19.一種製造電纜組件的方法，該方法包括 提供具有電纜接納通道的應カ消除元件，該電纜接納通道具有至少ー個調整元件； 將電纜連接至插頭； 將電纜滑進電纜接納通道中；和 將插頭、電纜、和應カ消除元件插入連接器外殼中，並且將插頭、電纜和應カ消除元件固定在連接器外殼中。
全文摘要
本發明涉及用於電纜的應力消除元件及製造該元件的方法。公開了一種美觀的用於電纜的應力消除元件和製造該元件的方法。該應力消除元件被構造成具有一個或多個調整元件，其可為電纜提供選擇性的應力消除。每一個調整元件可以改變應力消除元件的壁厚，並且基於若干因素(例如，存在多少調整元件、它們的形狀和它們在應力消除元件中的位置)，該應力消除元件可專門被定製成滿足所要求的應力消除特性。
文檔編號H01R43/00GK102683996SQ201210120208
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月8日 優先權日2011年3月8日
發明者E·喬爾, E·夏哈安, J·B·阿迪薩納二世 申請人:蘋果公司