專利名稱：多觸點編織型電氣連接器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電氣連接器，尤其涉及一種編織型電氣連接器。
背景技術：
電氣系統中的一些部件有時需要利用電氣連接器連接在一起，從而形成一個完整的功能系統。這些部件的尺寸大小和復雜程度可因系統類型的不同而不同。例如，參照圖1，系統可包括一底板組件，該底板組件又包括一底板或主板30和多個子插件板32，它們可利用連接器34連接在一起，而且在這些板上還可包括一組用于不同軌道上的多個單獨的插針連接。例如，在電信領域內，連接器將一子插件板與一底板連接在一起，而且每個連接器都可包括多達2000個或更多的插針。或者，該系統可包括多個利用單插針同軸式連接器或其它類型的連接器連接在一起的部件，而且在它們之間還存在許多變化。不論電氣系統為何種類型，技術的發展都將使電路和電氣部件的體積變得越來越小，功率也更加強大。但是，從整體上說，與電路軌道和部件相比，各個連接器的體積仍然很大。
參照圖2a和2b，圖中示出了圖1所示的底板組件的透視圖。圖2a還示出了連接器34的插件部分的放大截面，該連接器34的插件部分包括一殼體36和多個安裝在該殼體36內的插針38。圖2b示出了連接器34的插槽部分的放大截面，該連接器34的插槽部分包括一個殼體40，該殼體限定有多個開口42，而這些開口適合于容納連接器插件部分的插針38。
連接器34的一部分已經在圖3a中詳細示出。該連接器的插槽部分的每個觸點都包括一被安裝在其中一個開口(圖2b中的附圖標記42)內的主體部分44。連接器插針部分的對應插針38適合于與主體部分44相配合。每個插針38和主體部分44都包括一端接觸點48。如圖3b所示，主體部分44包括兩個懸臂46，這種懸臂適合于為對應插針38提供“干涉配合(interference fit)”。為在插針38與主體部分44之間形成合格的電氣連接，懸臂46被構造成能夠產生一個較大夾緊力的結構形式。這樣，就需要一個很高的垂直力使連接器的插件部分與連接器的插槽部分相配合。但在許多應用領域內都不希望出現這種情況，具體如下文所述。
當傳統型連接器的插件部分與插槽部分相接合時，插針38在懸臂46之間滑動時做“摩擦接觸”動作，這樣就需要很高的法向力來克服懸臂的夾緊力并將插針38插入到主體部分44內。在處于接觸狀態下的兩個滑動表面(銷和懸臂)之間存在三個摩擦力分量，即粗糙干擾(asperity interactions)、附著力(adhesion)和表面開槽力(surfaceplowing)。在肉眼看起來很平整光滑的那些表面，例如插針38和懸臂46，實際上在放大狀態下是不平整和粗糙的。粗糙干擾是這些表面彼此滑動時因表面不規則部之間的干擾而導致的。粗糙干擾既是摩擦產生的原因，也是產生顆粒的原因。類似地，附著力是指位于粗糙表面上的微觀接觸點的局部焊接，是由于在這些點上的高應力集中造成的。當這些表面相對滑動時，這些焊接點的斷裂就成為一摩擦源。
此外，微粒可能被夾在連接器的接觸表面之間。例如，參照圖4a，圖中示出了圖3b所示的傳統連接器的放大部分，而且圖中示出了一顆粒50被夾在插針38與連接器34的懸臂46之間的情形。由懸臂施加的夾緊力52必須足以使微粒局部嵌入一個或兩個表面內，如圖4b所示，這樣就可以在插針38與懸臂46之間仍然保持電氣接觸。如果夾緊力52不夠大，那么微粒50就可能阻礙在插針38與懸臂46之間形成電氣連接，這樣就可能導致連接器34失效。但是，夾緊力52越高，那么將插針38插入到連接器34插槽部分的主體部分44內所需的法向力就必須越高。當銷相對懸臂滑動時，微粒就會在這些表面上切出溝槽。這種現象就被稱為“表面開槽”，而且是第三個摩擦分量。
現參照圖5，圖中示出了插針38與其中一個懸臂46之間的接觸點的放大部分，而且有一顆粒50被夾在銷38與懸臂46之間。當銷沿箭頭54所示的方向相對懸臂滑動時，微粒50將在懸臂的表面58和/或銷的表面60上開出一溝槽56。該溝槽56使連接器產生磨損，而且尤其對鍍金連接器不利，因為金是一種較軟的金屬，顆粒可能將鍍金層切穿，從而使連接器的下面基底露出。這樣就會加速連接器的磨損，因為露出的連接器基底例如可能是銅，易于氧化。氧化會使連接器的磨損更加嚴重，因為存在具有高磨蝕性的氧化顆粒。此外，隨著時間的推移，氧化會使電氣接觸老化，即使沒有將連接器拆卸下來并將其重新插入也是如此。
一種能夠解決顆粒被夾在表面之間的問題的技術方案就是要提供一種設置有“顆粒收集器”的表面。參照圖6a-c，第一表面62可沿箭頭66所示的方向相對第二表面64移動。當該表面64沒有設置顆粒收集器時，一種被叫做結塊的過程會在這些表面的移動過程中使小顆粒68按照圖6a-c所示的順序結合起來并形成一個巨大的塊狀顆粒70。形成塊狀顆粒是非常不利的，因為顆粒較大則意味著需要夾緊力才能穿透該顆粒，或者使顆粒嵌在一個或兩個表面內，這樣才能夠使在表面62和表面64之間形成的電氣連接較高。因此，表面64可設置有如圖6d-6g所示的顆粒收集器72，該收集器可以是一些設置在表面上的小凹槽，如圖所示。當表面62從表面64上方移過時，顆粒68會被推入顆粒收集器72內，這樣，就不會發生開槽現象或干涉表面62和64之間的電氣連接。但是，這些傳統型顆粒收集器的缺陷在于在表面64上加工出收集器是一項非常困難的工作，這樣就會增加連接器的成本。這些顆粒收集器還形成了易于增加應力和產生破斷的特征，這樣，與不存在顆粒收集器的情況相比，連接器更加有可能出現非常嚴重的故障。
發明內容
根據一個實施例，多觸點編織型連接器可包括一種織物，該織物能夠形成多根處于拉伸狀態下的纖維；至少一個導體，該導體與多根拉伸的纖維編織在一起，從而沿至少一個導體的長度方向形成多個隆起部分和凹入部分。所述至少一個導體具有多個觸點，這些觸點沿至少一個導體的長度方向定位，從而當至少一個導體與配合連接器元件的導體相接合時，多個觸點中的至少一些觸點在多觸點編織型連接器的至少一個導體與配合連接器元件的導體之間形成了電氣連接。織物的拉伸纖維在多觸點編織型連接器的至少一個導體的多個觸點中的至少一些觸點和配合連接器元件的導體之間提供了接觸力。
根據另一實施例，電氣連接器包括一第一連接器元件，該第一連接元件包括一種織物，該織物包括多根非導電纖維和至少一個與多根非導電纖維編織在一起的導體，所述至少一個導體沿其長度方向設置有多個觸點。該電氣連接器還包括一配合連接器元件，該配合連接器元件包括一個桿狀部件，其中第一連接器元件和配合連接器元件適合于按照下述方式進行接合使第一連接器元件的多個觸點中的至少一些觸點與配合連接器元件的桿狀部件相接觸，從而在第一連接器元件與配合連接器元件之間形成電氣連接。多個非導電纖維受到拉伸，從而在第一連接器元件的至少某些觸點與配合連接器元件的桿狀部件之間提供接觸力。
在又一實施例中，電氣連接器包括一底座部件，安裝在該底座部件上的第一和第二導體，和至少一個環繞著第一和第二導體的彈性帶。第一和第二導體沿其長度方向呈波浪形，這樣，就沿第一和第二導體的長度方向上包括了多個觸點。
根據一個實施例，一組連接器元件包括至少一個電源連接器元件和多個信號連接器元件。每個信號連接器元件都包括一種織物，該織物包括多根非導電纖維和第一及第二導體，第一和第二導體與多根非導電纖維編織在一起，從而沿第一和第二導體的長度方向形成了多個隆起部分和凹入部分，其中第二導體設置在第一導體附近，而且多根非導電纖維中的第一個非導電纖維從第一導體的第一隆起部分下方穿過并從第二導體的第一凹入部分上方穿過。第一和第二導體沿其長度方向設置有多個觸點，這些觸點適合于在信號連接器元件的第一和第二導體與配合信號連接器元件的導體之間形成電氣連接，通過織物的拉伸可在信號連接器元件的第一和第二導體的多個觸點與配合信號連接器元件的導體之間產生接觸力。
根據本發明的再一實施例，電氣連接器包括一殼體，該殼體包括一底座部件和兩個相對的端壁；多個非導電纖維，這些非導電纖維安裝在殼體的相對的端壁之間，從而在這些非導電纖維內形成預定的拉伸力；第一端接觸點，該端接觸點安裝在底座部件上并具有第一組導體，第一組導體與第一端接觸點的第一端相連接，其中第一組導體與多個非導電纖維編織在一起，從而形成一種編織結構，這樣就使得每個導體都沿其長度方向設置有多個觸點。
另一實施例包括一電氣連接器組，其包括一第一殼體元件，該第一殼體元件包括一底座部分和兩個相對的端壁；多個安裝在相對的端壁之間的非導電纖維；一第一導體，該第一導體與多個非導電纖維編織在一起，從而形成第一電氣觸點；一第二導體，該第二導體與多個非導電纖維編織在一起，從而形成第二電氣觸點；至少一個絕緣繩股，其與多個非導電纖維編織在一起并定位在第一和第二導體之間，從而將第一電氣觸點與第二電氣觸點以絕緣方式隔開。
根據又一實施例，一種多觸點編織型連接器包括一種織物，該織物包括多個處于拉伸狀態下的非導電纖維和第一、第二導體，第一和第二導體與這些處于拉伸狀態下的非導電纖維編織在一起，從而沿第一和第二導體的長度方向形成多個隆起部分和凹入部分。第二導體設置在第一導體附近，而且多個處于拉伸狀態下的非導電纖維中的第一個從第一導體的第一隆起部分下方穿過并在第二導體的第一凹入部分上方穿過。第一和第二導體在其長度方向上設置有多個觸點，從而當第一和第二導體與配合連接器元件的導體相接合時，多個觸點中的至少一些觸點在多觸點編織型連接器的第一和第二導體與配合連接器元件的導體之間形成電氣連接，其中多個處于拉伸狀態下的非導電織物纖維在第一和第二導體的多個觸點中的至少一些觸點與配合連接器元件的導體之間提供了接觸力。
根據再一實施例，多觸點編織型連接器包括多個加載纖維和至少一個導體，所述導體具有至少一個觸點。這些導體與多根加載纖維的至少一部分編織在一起，而且這些加載纖維可在每個導體的各個接觸點上輸送接觸力。在某些實施例中，第一導體和第二導體之間可以建立電氣連接。這些導體最好能夠自動端接。這種多觸點編織型連接器還可包括具有若干個連接點的彈簧部件，加載纖維的端部可在這些連接點處與之相連接。這種多觸點編織型連接器還可包括具有若干個連接點的浮動端板，加載纖維的端部可在這些連接點處與之相連接。此外，這種多觸點編織型連接器還可包括若干個配合導體，這些導體具有接觸配合表面，在這些導體的接觸點與配合導體的接觸配合表面之間可形成電氣連接。在一些示例性實施例中，這些配合的接觸表面是曲面狀的，而且最好為凸面，例如，接觸配合表面可由一恒定不變的曲率半徑限定而成。
根據另一實施例，多觸點編織型連接器可以是一電力連接器，該電力連接器可由多個加載纖維、一具有至少一個導體的電源電路和也具有至少一個導體的返回電路構成。電源電路和返回電路的導體與多個加載纖維的至少一部分編織在一起。該電力連接器還可包括多個具有一接觸配合表面的配合導體，在電源電路的導體與第一接觸配合表面之間及返回電路的導體與第二接觸配合表面之間可以形成電氣連接。
根據另一實施方式，多觸點編織型連接器可由第一和第二組加載纖維以及第一和第二組導體構成。第一組導體與第一組加載纖維編織在一起以形成具有第一空間的第一織物，而第二組導體與第二組加載纖維編織在一起以形成具有第二空間的第二織物。在一個示例性實施方式中，上述織物布置成在其中配置上述空間的編織管。多觸點編織型連接器還可包括用于在加載纖維內產生張力荷載的至少一個張力彈簧。多觸點編織型連接器還可包括具有接觸配合面的第一和第二配合導體。配合導體可配置于上述空間。在一示范性實施例中，配合導體基本上為桿狀。
參照附圖，通過對下述多個非限制性實施例所做的說明，將會清楚本發明的上述及其它特征和優點，其中在不同的附圖中，類似的附圖標記表示類似的元件。這些附圖僅用于對本發明進行圖示和說明，并非是對本發明保護范圍的限制。
圖1為一傳統底板組件的透視圖；圖2a為一傳統底板組件的透視圖，圖中示出了傳統的插入連接器元件的放大部分；圖2b為一傳統底板組件的透視圖，圖中示出了傳統的插槽連接器元件的放大部分；圖3a為可與圖1、2a和2b所示的底板組件一起使用的傳統連接器的橫剖面視圖；圖3b為圖3a所示的傳統連接器的單個連接的放大橫剖面視圖；圖4a為圖3b所示的傳統連接器的放大部分的說明圖，圖中示出了一個被卡住的顆粒；圖4b為圖4a所示的連接器放大部分的說明圖，其中上述顆粒嵌入在連接器的表面內；圖5為一示意圖，圖中示出了開槽現象(plowing phenomenon)的一個實例；圖6a-g為顆粒結塊的示意圖，示出了在連接器中存在和不存在顆粒收集器的情形；圖7為根據本發明的編織型連接器的一個實施例的透視圖；圖8為圖7所示的編織型連接器放大部分的一個例子的透視圖；圖9a和9b為圖8所示的連接器局部的放大橫剖面視圖；圖10為圖7所示的連接器的簡化橫剖面視圖，其中該連接器具有多個可移動的拉伸端壁；圖11為圖7所示的連接器的簡化橫剖面視圖，其中該連接器包括多個彈簧部件，這些彈簧部件將非導電性織物纖維連接到端壁上；圖12為拉伸底座的另一實例的透視圖；
圖13a為圖7和8所示的編織型連接器的放大橫剖面視圖；圖13b為具有一個顆粒的圖7和8所示的編織型連接器的放大橫剖面視圖；圖14為圖7所示的編織型連接器的放大部分的平面圖；圖15a為圖7所示的連接器在與一配合連接器元件相配合時的透視圖；圖15b為圖7所示的連接器在與一配合連接器元件相配合時的透視圖；圖16a為根據本發明的連接器的另一實施例的透視圖；圖16b為圖16所示的連接器在與一配合連接器元件脫開后的透視圖；圖17a為根據本發明的連接器的另一實施例的透視圖；圖17b為圖17a所示的連接器的透視圖；圖18為根據本發明的編織型連接器的另一實施例的透視圖；圖19為圖18所示的連接器的局部放大橫剖面視圖；圖20a為一配合連接器元件的一個實例的透視圖；圖20b為配合連接器元件的另一實例的橫剖面視圖；圖21為一配合連接器元件的另一實例的透視圖，其中該配合連接器元件可以構成圖18所示連接器的一部分；圖22為一配合連接器元件的另一實例的透視圖，其中該配合連接器元件包括一屏蔽件，該屏蔽件可構成圖18所示連接器的一部分；圖23為根據本發明的一組編織型連接器的透視圖；圖24為一個示例性編織型連接器實施例的橫剖面視圖，圖中示出了導體和負載纖維的方位；圖25a-b示出了導體編織型連接器的實施例；圖26a-c示出了設置有自動端接導體的編織型連接器的實施例；圖27示出了幾種不同的編織型連接器實施例的電阻與正常接觸力之間的關系；圖28a和28b為根據本發明啟示的一種編織型連接器實施例的橫剖面視圖；圖29為一種編織型連接器的實施例的放大橫剖面視圖，該連接器設置有一個凸起的接觸配合表面；圖30示出了根據本發明啟示的一種編織型電力連接器的示例性實施例；圖31為圖30所示的編織型連接器實施例的后視圖；圖32示出了幾種示例性彈簧臂的實施例；圖33示出了圖30所示的編織型連接器實施例的導體配合導體的接合；圖34示出了根據本發明啟示的編織型電力連接器的另一示例性實施例；圖35示出了圖34中的連接器的另一視圖；圖36示出了圖34所示的編織型連接器實施例，該連接器設置有多個能夠在負載纖維內產生負載的彈簧臂；圖37a和37b示出了根據本發明啟示的編織型數據連接器的一個示例性實施例；圖38示出了根據本發明啟示的編織型電氣連接器的另一示例性實施例；圖39a和39b示出了有面板和無面板情況下的圖38中的編織型連接器元件；圖40示出了圖38中的配合連接器元件；以及圖41示出了根據本發明啟示的編織型電氣連接器的又一示例性實施例。
具體實施例方式
本發明提供一種能夠克服現有連接器的缺陷的電力連接器。本發明包括一導電體，該導電體具有極高的密度，而且僅利用一較低的法向力就能夠使連接器元件與配合連接器元件相互接合。應該知道本發明的應用并非局限于如下述說明書所述或如圖所示的部件結構和排列方式的細節。本發明還可以通過其它實施例和方式來實施。另外，還應該知道在本文中所采用的用語和術語僅用于說明，而不具有限制意義。“包括”、“包括有”或“具有”及其變形是指包含后述的所有部件及其等同替換和其它部件。此外，還應該知道在本文中所用的術語“連接器”是指每個插針和插座式連接器元件及插針和插座式連接器元件的組合，以及任何類型的連接器的各個配合連接器元件及其組合。應該知道術語“導體”是指所有導電元件，例如導線、導電纖維、金屬帶、金屬導電芯或其它導電芯等，但并不限于此。
參照圖7，圖中示出了根據本發明的連接器的一個實施例。該連接器80包括一個殼體82，該殼體可包括一個底座部件84和兩個端壁86。多個非導電纖維88可設置在兩個端壁86之間。多個導體90可基本沿垂直于多個非導電纖維88的方向從底座部件84伸出。這些導體90可與多個非導電纖維編織在一起，從而沿各個導體的長度方向形成多個隆起和凹入部分，這樣就形成了一種編織型連接器結構。通過編織，使每個導體都具有多個觸點，而且這些觸點設置在各個導體的長度方向上，具體如下所述。
在一個實施例中，多個導體90a，例如四個導體，可一起構成一個電氣觸點。但是，應該知道每個導體都可以單獨構成一個獨立的電氣觸點，或者，也可將任意數量的導體組合在一起形成一個單一電氣觸點。圖7所示的連接器可包括多個端接觸點91，這些端接觸點例如可以永久性或可拆卸地連接到底板或子插件板上。在圖示的實例中，端接觸點91被安裝到一個板102上，而該板又可被安裝到殼體82的底座部件84上。或者，端接部分也可直接與殼體82的底座部件84相連接。該底座部件84和/或端壁86也可用于將連接器80固定到底板或子插件板上。圖7所示的連接器適合與一個或多個配合連接器元件相接合，具體如下所述。
圖8示出了連接器80的一個放大部分的實例，圖中示出了一個電氣觸點，該電氣觸點包括四個導體90a。這四個導體90a可與一個公共的端接觸點91連接在一起。應該知道端接觸點91無需具有圖示的形狀，而是可以具有任何適合于與例如半導體裝置、電路板、電纜等端接的合適結構。根據一個實例，多個導體90a可包括一個第一導體90b和一個設置在第一導體90b附近的第二導體90c。第一和第二導體可按照下述方式與多個非導電纖維88編織在一起使第一根非導電纖維88從第一導體90b的凹入部分92上方和第二導體90c的隆起部分94下方通過。這樣，位于導體長度方向上的多個觸點就可根據與之接觸的配合連接器所在的位置而由凹入部分或隆起部分構成。圖8所示的配合觸點96可構成配合連接器元件97的一部分，該配合連接器元件97與圖15b所示的連接器80相接合。如圖8所示，導體90a的凹入部分中的至少一些在導體90a和配合觸點96之間形成了多個觸點。還應該知道配合觸點無需具有圖示的形狀，而且可以具有用來與例如半導體裝置、電路板、電纜等相端接的任何合適結構。
根據一個實施例，存在于連接器80的編織部分中的張力可在連接器80的導體與配合連接器96之間產生接觸力。在一個實例中，多個非導電纖維88可包括彈性材料。通過對彈性纖維進行拉伸就可以在非導電纖維88中產生彈性張力，該彈性張力可用于在連接器80與配合觸點96之間產生接觸力。這種彈性的非導電纖維可預先受到拉伸處理，以產生彈性力；或者，也可以將其安裝到拉伸底座上，具體如下所述。
現參照圖9a，圖中示出了圖8所示的連接器沿圖8中的剖面線A-A的放大剖視圖。這種彈性的非導電纖維88可沿箭頭93a和93b所示的方向受到拉伸，這樣就可以在非導電纖維中產生預定的張力，而該張力就可以在導體90與配合觸點96之間產生預定的接觸力。在圖9a所示的實例中，非導電纖維88可按照下述方式進行拉伸使非導電纖維88相對配合導體96的剖面99形成一個角度95，以將導體90抵壓到配合觸點96上。在該實施例中，一個以上的導體90可與配合導體96相接觸。或者，如圖9b所示，單個導體90可與任何一個單個配合導體96相接觸，以形成上述的電氣接觸。與前一實例相同，非導電纖維86沿箭頭93a和93b的方向受到拉伸并相對位于導體90任意一側的配合觸點96的平面形成一個角度97。
如上所述，彈性非導電纖維88可與拉伸底座(tensioning mount)連接在一起。例如，殼體的端壁86可被用作拉伸底座，以在非導電纖維88上產生張力。這一點可例如通過將端壁86設置成能夠在第一位置或停止位置250和第二位置或拉伸位置252之間移動的結構形式而得以實現，如圖10所示。端壁86從停止位置250向拉伸位置252的移動將使彈性非導電纖維88受到拉伸，這樣就產生了張力。如圖所示，非導電纖維88的長度可在當拉伸底座處于停止位置250上時(當無配合連接器與連接器80接合時)的纖維的第一長度251與當拉伸底座處于拉伸位置252上時(當一個配合連接器與連接器80相接合時)的第二長度253之間變化。當配合連接器與連接器元件相接合時，非導電纖維88的拉伸和張緊又可以在導電織物(為簡明起見，未在圖10中示出)和配合觸點之間產生接觸力。
根據另一實例，如圖11所示，彈簧254可與非導電纖維88的一端或兩端連接在一起并與對應的一個或兩個端壁86相連接，這樣就使這些彈簧產生了彈性力。在該實例中，非導電纖維88可以不具有彈性，而且可包括非彈性材料，例如聚酰胺纖維、芳香尼龍纖維等。非導電織物上的張力可由彈簧254的彈性力來提供，而該張力又在導電織物(為簡明起見，未在圖中示出)和配合連接器元件的導體之間產生接觸力。在又一實例中，非導電纖維88可為彈性或非彈性，而且可被安裝到拉伸板256(見圖12)上，該拉伸板又被安裝到端壁86上，或者也可以就是端壁86。該拉伸板可包括多個彈簧部件262，每個彈簧部件都限定了一個開口260，而且每個彈簧部件262都通過一個狹槽264與相鄰的彈簧部件隔開。每個非導電纖維都可通過相應的孔260擰入到拉伸板256內，而且例如還可通過粘接到拉伸板上，或者按照使非導電纖維的一個端部不能松脫通過開口260的方式進行連接，而將其安裝到拉伸板上。狹槽264能夠使每個彈簧部件262獨立于相鄰的彈簧部件進行操作，同時還能夠將多個彈簧部件安裝到同一個拉伸底座256上。每個彈簧部件262都可允許少量的位移，這樣就可以在非導電纖維中產生拉伸力。在一個實例中，拉伸底座256可具有一種弧形結構，如圖12所示。
根據本發明的一方面，在連接器和配合連接器的長度上設置了多個不連續的觸點，這樣，與傳統連接器(如圖3a、3b和4所示)的單個連續觸點相比，這種設置方式具有一些優點。例如，當有一個顆粒被夾在傳統連接器的表面之間時，如圖4所示，該顆粒能夠阻止在這些表面之間形成電連接，而且還會產生開槽問題，這種開槽問題將會加速連接器的磨損。申請人發現由夾帶顆粒產生的開槽問題是傳統連接器的主要磨損來源。開槽問題及由此產生的電氣連接不良問題可由本發明的編織型連接器來克服。編織型連接器具有“局部適應性”的特征，在本文中，應該將“局部適應性”理解為能夠容忍存在小顆粒，而且不會影響連接器表面之間形成的電氣連接。參照圖13a和13b，圖中示出了圖7和8所示的連接器的放大橫剖面視圖，圖中還示出了多個導體90a，這些導體在配合連接器元件96的長度方向上形成了多個不連續的觸點。當沒有顆粒存在時，導體90a的每個隆起部分/凹入部分都與配合觸點96相接觸，如圖13a所示。當顆粒98被夾在連接器表面之間時，顆粒所在的隆起部分/凹入部分100允許該顆粒的存在，而且可在顆粒的作用下偏轉并不與配合觸點96相接觸，如圖13b所示。但是，導體90a的其它隆起部分/凹入部分則與配合觸點96保持接觸，從而在導體和配合觸點96之間形成電氣連接。利用這種結構設置，就可以使非常微小的力作用于顆粒上，這樣，當連接器的編織表面相對其它表面移動時，顆粒就不會在其它表面上開出溝槽，而且編織型連接器的每個觸點都可以在遇到顆粒時進行偏轉。因此，編織型連接器可防止出現開槽現象，從而減少連接器的磨損并延長連接器的使用壽命。
現參照圖7，連接器80還可包括一個或多個絕緣纖維104，這些絕緣纖維可與多個非導電纖維88編織在一起并可定位在構成電氣觸點的多組導體之間。絕緣纖維104可用于將一個電氣觸點與其它電氣觸點以絕緣方式隔開，從而防止一個電氣觸點的導體與其它電氣觸點的導體發生接觸并在觸點之間產生短路。圖14示出了一個連接器實例的放大部分。如圖所示，連接器80可包括第一組導體110a和第二組導體110b，這兩組導體被一個或多個絕緣纖維104a隔開并與非導電纖維88編織在一起。如上所述，第一組導體110a可與第一端接觸點112a相連接，從而形成一個第一電氣觸點。類似地，第二組導體110b可與第二端接觸點112b相連接，從而形成一個第二電氣觸點。在一個實例中，端接觸點112a和112b可一起形成一個單獨的差動信號觸點對。作為一種替換，每個端接觸點都可形成一個單獨的、分開的電信號觸點。根據另一實例，該連接器80還可包括一個電氣屏蔽件106，該部件可按照圖7所示的方式進行定位，以將差動信號觸點對彼此隔開。當然，應該知道電氣屏蔽件還可以包括在不具有差動信號觸點對的連接器80的其它實例中。
圖15a和15b示出了與一個配合連接器97組合在一起的連接器80。這種配合連接器97可包括一個或多個配合觸點96(見圖8)，而且還可包括一個配合殼體116，該殼體可具有頂板和底板組件118a、118b，該頂板部件與底板組件被一個隔墊120隔開。配合觸點96可被安裝到頂板和/或底板組件118a和118b上，從而當連接器80與配合連接器97相接合時，使多個導體90的至少一些觸點與配合觸點96相接觸，以在連接器80與配合連接器97之間形成電氣連接。在一個實例中，配合觸點96也可以沿頂板和底板組件118a、118b間隔分布，如圖15a所示。隔墊120可按照下述方式進行構造使隔墊120的高度基本等于或略小于連接器80的端壁86的高度，以在連接器80與配合連接器97之間形成干涉配合并在配合導體與多個導體90的接觸點之間產生接觸力。在一個實例中，該隔墊可被構造成能夠容納連接器80的活動拉伸端壁86的結構形式，如上所述。
應該知道這些導體和構成織物的非導電絕緣纖維可以非常細，例如，其直徑可介于約0.0001英寸到約0.020英寸之間，這樣，采用編織結構就能夠使連接器的密度非常高。由于編織型導體具有如上所述的局部適應性，因此，僅需要很少的能量來克服摩擦力，這樣，這種連接器僅需要較小的法向力就能夠將一個連接器與一個配合連接器元件結合在一起。這樣還可以提高連接器的有效壽命，因為當連接器元件與配合連接器元件相接合時，導體出現斷裂或彎曲的可能性較小。在將導體、絕緣纖維與非導電性纖維編織在一起后而在織物內形成的空袋或空間也可起到顆粒收集器的作用。與傳統的顆粒收集器不同，這些顆粒收集器可存在于織物中，而且無需考慮采用特殊的制造工藝，另外，還不會象傳統的顆粒收集器那樣產生應力特征。
現參照圖16a和16b，圖中示出了根據本發明的編織型連接器的另一實施例。在該實施例中，連接器130可包括一個第一連接器元件132和一個配合連接器元件134。第一連接器元件可包括第一和第二導體136a、136b，這些導體可被安裝到一個絕緣的殼體塊138上。應該知道盡管在圖示的實例中第一連接器元件包括兩個導體，但是本發明并非局限于此，而且第一連接器元件還可包括兩個以上的導體。第一和第二導體可沿第一和第二導體的長度方向具有波形結構，如圖所示，這樣就使其沿導體的長度方向具有多個觸點139。在該實施例的一個實例中，織物是由多個環繞在第一和第二導體136a、136b周圍的彈性帶140構成的。根據該實例，第一彈性帶可從第一導體136a的第一隆起部分的下方穿過并從第二導體136b的第一凹入部分上方穿過，從而形成一種具有與上述連接器80(圖7-15b)相似的優點和特性的編織結構。該彈性帶140可包括一個彈性體，或者由其它絕緣材料制成。還應該知道該帶140無需具有彈性，而且可包括非彈性材料。第一連接器元件的第一和第二導體可以端接于相應的第一和第二端接觸點146處，而第一和第二端接觸點例如可以永久性或可拆卸地連接到例如底板、電路板、半導體裝置、電纜等上。
如上所述，連接器130還可包括一個配合連接器元件(桿狀部件)134，該部件可包括被一個絕緣部件144隔開的第三和第四導體142a、142b。當配合連接器元件134與第一連接器元件132相接合時，第一和第二導體的至少一些觸點139可與第三和第四導體相接觸，并在第一連接器元件與配合連接器元件之間形成電氣連接。接觸力可由彈性帶140上的拉伸力來提供。應該知道配合連接器元件134可包括其它適合于與第一連接器元件的其它導體相接觸的導體，而且并非局限于圖示的兩個導體。類似地，配合連接器元件134可以包括端接觸點148，這些端接觸點148例如可以永久性或可拆卸地與例如底板、電路板、半導體裝置、電纜等連接在一起。
在圖17a和17b中示出根據本發明另一編織型連接器的實例。在該實施例中，連接器150可包括一個第一連接器元件152和一個配合連接器元件154。第一連接器元件152可包括一個殼體156，該殼體156可包括一個底座部件158和兩個相對的端壁160。第一連接器元件可包括多個導體162，這些導體可被安裝到底座部件上，而且與上述連接器130的導體136a和136b相似，這些導體可沿其的長度方向具有波浪形結構。具有波浪形結構的導體沿其長度方向形成了多個觸點。在兩個相對的端壁160之間可設置多個非導電纖維164，而且這些非導電纖維可與多個導體162編織在一起，從而形成一種編織型連接器結構。配合連接器元件154可包括多個安裝在一個絕緣塊166上的導體168。當配合連接器元件154與第一連接器元件152相接合時，如圖17b所示，位于第一連接器元件的多個導體長度方向上多個觸點中的至少一些觸點可與配合連接器元件的導體相互接觸，從而在它們之間形成電氣連接。在一個實例中，這些非導電纖維164可以具有彈性，而且可在第一連接器元件的導體與配合連接器元件之間產生接觸力，參照附圖9a和9b，如上所述。此外，連接器150可包括任何參照附圖10a-12的上述的其它拉伸結構。該連接器150還可相對其它編織型連接器的實施例具有上述優點。具體而言，連接器150可防止夾帶的顆粒按照與圖13所示的相同方式在導體表面上開出溝槽。
參照圖18，圖中示出了根據本發明的一種編織型連接器的又一實施例。該連接器170可包括一種編織型結構，該結構包括多個非導電性纖維(帶)172和至少一個與這些非導電纖維172編織在一起的導體174。在一個實例中，該連接器可包括多個導體174，其中一些導體可被一個或多個絕緣纖維176彼此隔開。該導體174或這些導體174可與多個非導電纖維172編織在一起，從而沿導體的長度方向形成多個隆起部分和凹入部分，這樣就可以沿導體的長度方向形成多個觸點。該編織結構可以為如圖所示的管狀，同時織物的一端與一個殼體部件178連接在一起。但是，應該知道該編織型結構并非局限于管狀結構，而是可以具有任何所需的形狀。殼體部件178可包括一個端接觸點180，該端接觸點例如可以永久性或可拆卸地連接到例如電路板、底板、半導體裝置、電纜等上。應該知道端接觸點180無需為圖示的圓形，而是可具有適合與采用該連接器的部件的連接關系的任何形狀。
連接器170還可包括一個能夠與編織型管體相接合的配合連接器元件(桿狀部件)182。該配合連接器元件182可以具有圖示的環形橫截面，但應該知道該配合連接器元件無需為圓形，而是可以具有所需的其它形狀。該配合連接器元件182可包括一個或多個導體184，導體184可沿圓周方向間隔分布在配合連接器元件182上并可沿配合連接器元件182的長度方向延伸。當配合連接器元件182被插入到編織型管體內時，織物的導體174可與配合連接器元件182的導體184相接觸，從而在織物的導體與配合連接器元件之間形成電氣連接。根據一個實例，該配合連接器元件182和/或編織型管體可包括對位結構(未示出)，這樣就能夠在插裝時使配合連接器元件182與編織型管體相對對準。
在一個實例中，非導電纖維172可以具有彈性，而且其周長基本等于或略小于配合連接器元件182的周長，這樣就能夠在配合連接器元件與編織型管體之間形成干涉配合。參照圖19，圖中示出了連接器170的一部分放大橫剖面視圖，而且圖中還示出了非導電纖維172可沿箭頭258的方向受到拉伸。處于拉伸狀態下的非導電纖維172可提供接觸力，該接觸力可使位于織物的導體174長度方向上的多個觸點中的至少一些觸點與配合連接器元件的導體184相接觸。在另一實例中，非導電纖維172可以不具有彈性，而且可包括多個彈簧部件(未示出)，這樣，當將配合連接器元件182插入時，這些彈簧部件就能夠使管體的周長變大。因此，這些彈簧部件可在編織型管體上提供彈性力/拉伸力，而該力又在多個觸點中的至少一些觸點與配合連接器元件182的導體184之間提供接觸力。
如上所述，織物具有局部適應性，而且也可在被用作顆粒收集器的織物纖維之間包括多個空間或空袋。此外，織物的一個或多個導體174可以集合在一起(在圖18和19所示的實例中，導體174成對集合)，從而形成一個單獨的電氣觸點。將導體集合在一起還可以通過在每個電氣接觸上提供更多的接點來提高連接器的可靠性，這樣就可以減小整體接觸電阻并能夠在不影響電氣連接的前提下容納多個顆粒。
現參照圖20a和20b，圖中分別用透視圖和橫剖面視圖示出了可與連接器170一起使用的配合連接器元件182的兩個實例。根據一個實例，如圖20a所示，配合連接器元件182可包括一個絕緣芯或其它非導電芯188，該芯體全部或至少局部被一個導電層190所包圍。導體184可通過絕緣部件192與導電層190隔開。這些絕緣部件可以是獨立于每個導體184的部件，如圖所示，或者也可以包括一個至少局部包圍著導電層190的絕緣層。該配合連接器元件還可包括一個絕緣的殼體部件186。
根據另一實例，如圖20b所示，配合連接器元件182可包括一個導電芯194，在該導電芯內限定有一個腔體196。在該腔體196內，可設置光導纖維、能夠提高桿狀部件的整體強度和耐用性的加強部件和傳熱部件中的任何一個或多個，其中傳熱部件可用于將在連接器內產生的熱量通過在導體內傳播的電信號散發出去。在一個實例中，一個排擾線可被設置在該腔體內并可與導電芯相連接，這樣就可以將其用作連接器的接地線。如圖20a所示，殼體部件186可以為圓形，以增加配合連接器元件的周長，而且還可以包括一個或多個切槽198，切槽198可被用作連接器的對位點，以利于配合連接器元件與編織管體的導體對準。或者，該殼體部件可包括扁平部分200，如圖20b所示，該扁平部分可被用作對位導向件。還應該知道殼體部件還可以具有所需的其它形狀，而且可包括本領域技術人員公知的任何對位結構。
圖21示出了可與連接器170一起使用的配合連接器元件182的再一實例。在該實例中，這種配合連接器元件可包括一個絕緣芯或其它非導電芯202，該芯體可設置有一個或多個能夠容納導體184的溝槽，這樣，導體184的頂面就基本與配合連接器元件的外表面相平齊。
根據另一實例，如圖22所示，連接器170還可包括一個電氣屏蔽件204，該屏蔽件204可以被安裝在基本包圍編織管周圍的位置上。該屏蔽件可包括一個非導電內層106，該內層可防止導體174與屏蔽件相接觸，而避免由此將其短接在一起。在一個實例中，桿狀部件可包括一排擾線，該排擾線設置在配合連接器元件的腔體內，如上所述，而且該排擾線可與電氣屏蔽件204電氣連接。該屏蔽件204例如可包括箔片、金屬編織層或本領域技術人員公知的其它類型的屏蔽結構。
現參照圖23，圖中示出了根據本發明的一組編織型連接器的實例。根據一個實施例，該連接器組210可包括一個或多個第一種類型的編織型連接器212和一個或多個第二種類型的編織型連接器214。在一個實例中，編織型連接器212可以是如圖7-15b所示的上述連接器80，而且可用來將設置在不同電路板上的信號軌道或元件相互連接起來。該編織型連接器214可以是如圖18-22所示的上述連接器170，而且可用于將設置在不同電路板上的連接器動力軌道或部件連接起來。在一個可采用連接器170來提供電源供給連接的實例中，桿狀部件180可以基本上完全導電。此外，在該實例中，無需包括絕緣纖維176和先前所述的不導電的纖維172，而且實際上它們可以是導電的，這樣就能夠在編織管與桿狀部件之間形成更大的電氣通路。這些連接器可被安裝在一個如圖所示的板件216上，該板件例如可以是一底板、電路板等，而且可包括多個被安裝在背面上或設置在連接器(未示出)之間的電氣軌道和部件。
如本文所述，采用與加載纖維例如非導電纖維進行編織或纏繞在一起的導體能夠為電氣連接器系統提供很多優點。設計人員一直在努力開發(1)更小的電氣連接器和(2)具有最小電阻的電氣連接器。在本文中描述的編織型連接器能夠在這兩個領域內提供很多優點。一個裝配好的電氣連接器的總電阻基本上是該連接器插入側的電阻特性、該連接器插槽側的電阻特性和位于該連接器之上述兩側之間的界面的電阻的函數。該電氣連接器的插入側和插槽側的電阻特性基本上取決于其各個電導體的物理幾何形狀和材料特性。插入側連接器的電阻例如一般是其導體(或多個導體)的橫截面面積、長度和材料特性的函數。這些導體的物理幾何形狀和材料的選取通常由電氣連接器的負載能力、尺寸限制、結構和環境因素及加工能力來加以規定。
電氣連接器的另一個重要參數就是要得到一種低且穩定、可分離的電阻接口，即，電接觸電阻。在特定的加載區域內，導體與配合導體之間的電接觸電阻可以是作用于兩個導電表面之間的法向接觸力的函數。如圖24所示，編織型連接器的法向接觸力310是加載纖維304所施加的拉伸力T、在加載纖維304和配合導體306的接觸配合表面308之間形成的角度312、和受到拉伸力T作用的導體302的數量的函數。當拉伸力T和/或角度312變大時，法向接觸力310也變大。此外，對于所需的法向接觸力310而言，拉伸力T/角度312可在很大范圍內進行組合，這樣就能夠產生所需的法向接觸力310。
圖25a-b示出了用于對被編織在加載纖維304上的導體302進行端接的方法。參照圖25a，導體302被卷繞在第一加載纖維304a、第二加載纖維304b和最后加載纖維304z上。由導體302與加載纖維304構成的織物的方位和/或圖案在其它實施例中是可變的，例如由導體302構成的凹入部分可圍繞多于一個的加載纖維304等。位于一側的導體302端接于一個端接點340處。端接點340一般包括如上所述的端接觸點。在一個示例性實施例中，導體302還可在另一個端接點(未示出)上與織物的相對側端接，與端接點340不同，該端接點一般不包括端接觸點。圖25b示出了用于將導體302編織到加載纖維304a-z上的優選實施例。在圖25b中，導體302按照與上述相同的方式被編織在第一和第二加載纖維304a、304b周圍。但在該優選實施例中，導體302被卷繞在最后加載纖維304z上，接著被編織在第二加載纖維304b上，然后被編織在第一加載纖維304a上。這樣，導體302就在端接點340處開始編織在導體304a、304b上，而后又被纏繞在加載纖維304z上，接著，導體302(再次)編織在加載纖維304b、304a上并端接于端接點340處。由于已經將導體302纏繞在最后那個加載纖維304z上并使其成為織物的下一個導體(細絲)，因此也就無需第二個端接點。因此，當按照這種方式將導體302纏繞在最后那個加載纖維304z上時，導體302就被稱為自動端接型導體。
圖26a-c示出了將導體302編織到加載纖維304上的方式的一些示例性實施例。圖26a-c所示的導體302為自動端接型導體，而且盡管在附圖中僅僅示出了一個導體302，但本領域的技術人員立刻會知道在圖示的實施例中還可以設置其它導體302。圖26a示出了一個作為直線狀織物設置的導體302。該導體302形成了第一組自相纏繞的(即自動端接的)隆起部分364和凹入部分366，然后形成了第二組隆起部分364和凹入部分366，第二組隆起部分和凹入部分位于第一組隆起部分364和凹入部分366附近并相對第一組隆起部分和凹入部分偏移。第一組的隆起部分364和第二組的凹入部分366(或者，第一組的凹入部分366和第二組的隆起部分364)一起形成了一個環圈362。加載纖維304可設置在這些環圈362內(即，與這些環圈362相接合)。盡管圖26a-c的導體302被表示成自動端接型導體，但在其它實施例中，導體302無需為自動端接型導體。當采用非自動端接型導體302制成與圖26a所示織物相似的直線狀織物時，第一導體302形成了第一組隆起部分364和凹入部分366，而第二導體302則形成了第二組隆起部分364和凹入部分366，其中第二組隆起和凹入部分位于第一組附近并相對第一組偏移。環圈362以類似方式由相應的隆起部分364和凹入部分366構成。圖26b示出了被排列成交叉型織物的導體302。圖26b的導體302形成了第一組隆起部分364和凹入部分366，而且向后纏繞在其自身上，然后形成了相互編織在一起的第二組隆起部分364和凹入部分366，而且第二組相對第一組隆起部分364和凹入部分366偏移。類似地，第一組的隆起部分364和第二組的凹入部分366(或者，第一組的凹入部分366和第二組的隆起部分364)一起形成了環圈362，而環圈362可被加載纖維304所占用。非自動端接型導體302還可被排列成交叉型織物。
圖26c示出了一種自動端接型導體302，該導體被交叉編織到四個加載纖維304上。圖26c的導體302形成了五個環圈362a-e。在某些示例性實施例中，加載纖維304設置在各個由導體302構成的環圈362內。但是，不是所有的環圈362都需要被加載纖維304所占用。例如，圖26c示出了一個示例性實施例，在該實施例中，環圈362c內沒有容納加載纖維304。在某些由導體302和加載纖維304構成的織物實施例中，希望包括未被占用的環圈362，這樣就可以使該織物的整體剛性(和柔韌性)達到所需的程度。在織物內具有未被占用的環圈362還有利于進行操作并降低制造成本。例如，當該織物結構被安裝到一個底座上時，織物就可能相對配合導體略微錯開。由于存在未被占用的環圈362，因此這種錯開可以得到補償。這樣，通過利用未被占用或未被“縫合”的環圈，即加載纖維304沒有接觸到環圈，就能夠利用織物結構的適應性來保證導體/配合導體具有更好的導電性，同時還可以將織物的拉伸力保持最小。利用未被占用的環圈362還允許在裝配過程中存在更大的間隙公差。此外，采用未被縫合的環圈362還允許利用同一工具對不同的連接器實施例進行加工(例如，采用同一工具可以對具有八個環圈362和六個“縫合”加載纖維304的織物8及具有八個環圈362和八個加載纖維304的織物進行處理)。當采用未被縫合的環圈362時，還可以采用直線狀(非編織)導體302。
對多種由導體302和加載纖維304構成的織物的幾何形狀進行檢測，以確定出法向接觸力310和接觸電阻之間的關系。現參照圖27，在不同的編織型連接器的實施例(在圖例中列出)中，被測編織型連接器實施例的總電阻在Y軸314上表示出來，而且該總電阻是在X軸316上表示出來的法向接觸力范圍內確定出來的。如圖27所示，整體趨勢318示出了當法向接觸力(單位為牛頓(N))變大時，總電阻的接觸阻力分量(以毫歐姆為單位(mOhms))一般會下降。但本領域的技術人員很容易地知道接觸阻力的下降僅僅在法向接觸力的一定范圍內延伸；在臨界法向接觸力范圍外的繼續增加將不會使接觸電阻繼續減小。換言之，趨勢318會隨著沿X軸316的逐漸移動而趨向于平緩。
例如，由圖27的數據可以確定出足以使編織型連接器的接觸電阻達到最小的法向接觸力(或其范圍)。為了能夠產生這些法向接觸力，就要為指定的編織型連接器的實施例確定出將要施加在加載纖維304上的拉伸力T的最佳操作范圍和角度312(該角度表示加載纖維304相對導體302的方位)。本領域的技術人員容易知道目前已有的大部分傳統電氣連接器能夠通過介于約0.35至0.5N或更高范圍內的法向接觸力而操作。圖27所示的數據顯示出通過在編織型連接器系統的導體302上產生多個接觸點，就能夠利用非常小的加載水平(即，法向接觸力)來產生非常低且可重復的接觸電阻。例如，圖27的數據表明對于許多被測編織型連接器的實施例而言，介于約0.020和0.045N之間的法向接觸力足以使接觸電阻達到最小。這樣，這種法向接觸力就表示傳統電氣連接器的法向接觸力的減小幅度。
當認識到可在這些編織型多觸點連接器中采用非常低的法向接觸力時，如何在各個導體302的接觸點上可靠地產生這些法向接觸力就成為一種挑戰。導體302的這些接觸點就是在導體302和配合導體306的接觸配合表面308之間形成電氣連接的位置。圖28a和28b示出了能夠在每個接觸點上產生所需法向接觸力的編織型多觸點連接器400的一個示例性實施例。圖26a和26b示出了一種編織型連接器400的橫剖面視圖，該連接器具有一編織型連接器元件410和一配合連接器元件420。該編織型連接器元件410由加載纖維304和導體302構成。加載纖維304的端部一般被固定到端板(未示出)或其它固定結構上，具體如下所述。在編織型連接器元件410與配合連接器元件420相接合之前，加載纖維304可處于無載荷(未被拉伸)或加載的狀態下。盡管在這些橫剖面視圖中僅僅示出了一個加載纖維304，但應該知道最好在圖示加載纖維304的后方(或前方)還設置有其它加載纖維304。編織型連接器元件410具有三束或組被編織在各個加載纖維304周圍的導體302。導體302的虛線部分反映出編織型連接器302的隆起部分和凹入部分位于圖示的特定橫截面之外的情形。一般情況下，第二加載纖維304(未示出)可與這些位于平面外的隆起部分和凹入部分接合使用。盡管未在圖中示出，但是，導體302可被直接安裝在靠著臨近導體302的位置上，以使相鄰的導體302之間具有導電性。
圖28b示出了圖28a所示的編織型連接器元件410在與配合連接器元件420接合后的狀態。為了能夠與編織型連接器元件410相接合，將編織型連接器元件410插裝到配合連接器元件420的腔體422內。在某些實施例中，配合導體306的前表面(未示出)可被倒角，目的是更好地容納插裝到其中的編織型連接器元件410。當插入到配合連接器元件420內時，加載纖維304將產生位移，以適應腔體422的輪廓形狀和配合導體306的存在。在某些實施例中，可通過對加載纖維304進行拉伸的方式來便于加載纖維304的位移。在其它實施例中，可通過對處于松弛狀態(預先接合狀態)下的加載纖維304拉緊，或者通過拉伸和拉緊的組合，來適應這種位移，其中拉伸和拉緊將使加載纖維304上存在拉伸力T。如上所述，由于加載纖維304和導體302構成的織物的方位和排列方式，加載纖維304上的拉伸力T將使某些法向接觸力存在于接觸點上。如圖28b所示，編織型連接器400設置有配合導體306，這些導體可以設置在配合連接器元件420的內表面(該內表面限定了腔體422)上。這種交錯式的接觸排列能夠在相對且平行的平面狀接觸配合表面308上形成交錯排列的觸點。
另一實施例用一種曲面狀(例如凸形)接觸配合表面308替代如圖28b所示的平面狀(例如基本為平面狀)接觸配合表面308。接觸配合表面308的曲率能夠提高對導體302與配合導體306沿法向的接觸點之間的接觸的公差進行控制。(接觸配合表面308)的曲面表面有利于在兩個獨立的接觸表面之間保持被非常緊密控制的法向力。但是，曲面表面本身一般不會有利于保持導體302與配合導體306之間的側向對準。采用平行于導體302的分段并設置在這些分段之間的絕緣纖維(例如如圖7所示的絕緣纖維104)來幫助相鄰導體302進行側向對位。接觸配合表面308的曲率無需這樣大；利用較小的曲率可以改善位置公差。在某些優選實施例中，具有較大曲率半徑的接觸配合表面308可用于實現某些所需的制造位置公差。圖29示出了另一種配合導體306，該導體具有一個曲面狀的接觸配合表面308，該表面308可用于圖28所示的編織型連接器400上。接觸配合表面308的曲率能夠在制造和操作過程中允許存在很大的定位公差。
參照圖29，通常通過采用曲率半徑R336大于配合導體306寬度W309的接觸配合表面308來提高位置公差。具體而言，兩個導體302之間的側向間距L332、兩個導體302之間的角度α334、以及接觸配合表面308的曲率半徑R336之間的關系由公式L≈αR確定。最小的側向間距L332由導體302的直徑來設定，這樣，就可以通過使導體302直接靠在一起的方式而對側向間距L332進行緊密控制。換言之，在某些示例性實施例中，導體302按照下述方式進行設置使相鄰導體302之間不存在間隙。這樣，對于非常小的角度α334而言，可以確定出所需的曲率半徑R336。在一個示例性實施例中，例如角度α334為0.25度，導體302的直徑為0.005英寸，那么優選接觸配合表面308的曲率半徑為R336就應該約為2.29英寸。其公差也可以非常大，因為角度α334與曲率半徑R336直接相關。例如，如果曲率半徑R336的公差被設定為±0.10英寸，那么角度α334可在0.261度與0.239度之間變化。為了示出采用曲面形接觸配合表面308使圖28所示的按平面狀進行排列的實施例保持0.03度公差的好處，就需要使偏移高度H324的公差為0.0000105英寸。此外，引入曲面形接觸配合表面308不會在本質上影響編織型連接器的整體高度。例如，當曲率半徑R336為2.29英寸，配合導體306的寬度W309為0.50英寸，那么圓弧的總高度311就僅僅約為0.014英寸，即接觸配合表面308幾乎為平面。
對于多觸點電氣連接器、尤其是多觸點電源連接器而言，載荷平衡是一個關鍵性問題。電氣連接器內的載荷不平衡將使這些連接器被燒壞并且變得不能操作。對于其基本結構而言，電氣連接器僅僅在突出和凹入型導電插針之間提供多個導電觸點。對于載荷平衡的電氣連接器而言，輸入電流會通過每個觸點被均勻分配。這樣，對于具有四個觸點的10安培連接器而言，如果通過每個觸點輸送2.5安培的電流，那么該連接器就處于平衡狀態。如果連接器的載荷不平衡，那么流過一個觸點的電流就會大于另一觸點流過的電流。電流的不平衡可能會在其中一個“過載”觸點處產生過載，這樣就會導致局部熔接，局部出現溫度峰值和導體板的損壞，所有這些都會增加連接器的磨損和/或迅速使系統出現故障。連接器系統內的導電路線的長度不同、在一個點處可拆式接口的接觸電阻過高(例如，由于觸點幾何形狀不合適)或在連接器內存在很大的熱梯度都能夠導致載荷不均衡。本發明提供的電源連接器的一個優點在于它們完全(或基本上)能夠實現通過多個觸點的載荷平衡。對于每個導體302(例如導電纖維)而言，能夠與配合導體306導電接觸的第一觸點可被設計成能夠傳送全電流載荷的結構形式，其中全電流載荷將被分配給導體302。沿導體302設置的后續觸點也可被整體設計成當在第一觸點出現故障的情況下能夠傳送全電流載荷(從而形成電氣觸點)的結構形式。因此，設置在各個導體302的第一觸點下游側的其它觸點就能夠傳送所有或部分分配電流，但其主要用途一般就是備用觸點。此外，如上所述，多個觸點可通過形成多個熱通道而有利于防止出現局部熱點。
在大部分示例性實施例中，連接器的導體302一般具有相似的幾何形狀、電學特性和導電線路長度。但在某些實施例中，連接器的導體302可具有不同的幾何形狀、電學特性和/或導電線路長度。此外，在某些優選的電源連接器實施例中，連接器的每個導體302都與相鄰的導體302導電接觸。在每個導體302的長度方向上設置多個觸點并在相鄰的導體302之間建立電氣連接還可以保證多觸點編織型電力連接器的實施例充分實現載荷平衡。此外，編織型連接器的幾何形狀和結構還可防止出現單觸點接口故障。如果設置在第一導體302附近的導體302與配合導體306導電接觸，那么第一導體302就不會出現故障(不論第一導體302的觸點是否與配合導體306相接觸)，因為第一導體302內的載荷能夠通過相鄰的導體302傳輸給配合導體306。
圖30示出了處于載荷平衡狀態下的多觸點編織型連接器500的一個示例性實施例。該電力連接器500由兩個伸長的組件構成一個電源組件和一個返回組件。這些組件在一個很寬的區域內形成了多個觸點，這樣就能夠使超靜電性能很高、可分的接觸電阻較低，而且使寄生性電損耗的散熱性能更好。圖示的電力連接器500是一個30安培的直流連接器，該連接器具有一個電源電路512和一個返回(接地)電路514。本領域技術人員容易知道在本發明的保護范圍內，還可以構造出具有不同結構和驅動性能的電力連接器。電力連接器500的負載性能例如可通過添加另外的導體302而得以提高。參照圖30，該電力連接器500由一個編織型連接器元件510和一個配合連接器元件520構成。為簡明起見，在這些附圖中，省略了配合連接器元件520的外部殼體。編織型連接器元件510包括一個殼體530、一個電源電路512、一個返回電路514、端板536、對位銷534和多個加載纖維304。殼體530設置有多個凹槽532，這些凹槽能夠有利于將配合連接器元件的外部殼體(未示出)裝配到編織型連接器元件510的殼體530上。這些凹槽532可容納一個對位銷(未示出)或一個緊固件(未示出)。電源電路512由若干按照本發明所述的方式編織在若干個加載纖維304上的導體302構成。為了能夠達到30安培的所需負載能力，根據導體302的直徑及其電學性能的不同，電源電路512例如可具有20-40個導體302。
在某些示例性實施例中，這些導體302可由直徑介于0.0002至0.010英寸之間的銅或銅合金(例如，C110銅，C172銅鈹合金)線構成。或者，這些導體也可由具有類似矩形橫截面尺寸的扁平帶狀銅或銅合金線構成。這些導體302還可被電鍍，以防止或減少氧化，例如可以鍍鎳或鍍金。對于指定的編織型連接器實施例而言，合適的導體302應該根據所用連接器的所需負載能力、候選導體302的機械強度、如果采用候選導體302而可能出現的制造問題和其它系統要求、例如所需的拉伸力T來確定。電源電路512的導體302從殼體530的背部伸出并可與一個端接觸點或其它導體元件相連接，通過該端接觸點或其它導體元件就可以將電力傳輸給電力連接器500。如下所述，電源電路512的加載纖維304能夠傳送拉伸力T，該拉伸力最終轉換成在導體302的接觸點處確定的法向接觸力。在示例性實施例中，加載纖維304可由尼龍、碳氟化合物、聚芳族酰胺(polyaramids)和對芳族酰胺(paraaramids)(例如，Kevlar，Spectra，Vectran)、聚酰胺(polyamids)、導電金屬和天然纖維(例如棉)構成。在大部分示例性實施例中，加載纖維304的直徑(或寬度)約為0.010至0.002英寸。但是，在某些實施例中，當采用高性能的工程纖維(例如，Kevlar)時，加載纖維304的直徑/寬度可以低至18微米。在一個優選實施例中，加載纖維304由非導電材料制成。返回電路514按照與電源電路512相同的方式進行設置，除了電源電路512與一個端接觸點相連接外，其中該端接觸點能夠與返回電路相連接。
電源連接器500的配合連接器元件520由一個外部殼體(未示出)、一個絕緣殼體526、兩個配合導體522和兩個彈簧臂528構成。配合導體522與絕緣殼體526的相對的兩側連接在一起，從而當配合連接器元件520與編織型連接器元件510相接合時，導體302(電路512和514)的接觸點將與配合導體522電氣接觸。絕緣殼體526用于為配合導體522提供結構基架，而且還可用于將配合導體522彼此絕緣隔開。絕緣殼體526設置有多個能夠容納對位銷534的孔523，這樣就會有利于將配合連接器元件520連接到編織型連接器元件510上(反之亦然)。彈簧臂528可用于將配合連接器元件520可靠地固定到編織型連接器元件510上。此外，在某些優選實施例中，彈簧臂528還與編織型連接器元件510的端板536接合操作，以將拉伸負載T施加到編織型連接器元件510的加載纖維304上。
圖31示出了一種編織型連接器元件510的示例性實施例，該連接器元件具有浮動端板536，其能夠在加載纖維304上產生拉伸力T。圖31示出了圖30的編織型連接器元件510的后視圖，其中為簡明起見，殼體530的背部部分已經被拆除。加載纖維304可與電源電路512及返回電路514的導體302編織在一起。加載纖維304的端部與兩個相對的浮動端板536相連接。加載纖維304的端部可通過多種本領域公知的部件、例如通過機械式緊固件或粘接裝置與浮動端板連接在一起。浮動端板536能夠在安裝配合連接器元件520之前進行浮動(即，保持在不受約束的狀態下)，或在一個可替代的實施例中，與殼體530及端板536連接在一起的第二彈簧機構(未示出)可用于控制端板536的側向(向外)位移，即在遠離電路512、514的方向。在某些示例性實施例中，在安裝配合連接器元件520之前，加載纖維304將處于未被拉伸的狀態下。但在其它示例性實施例中，在安裝配合連接器520之前，加載纖維304上可存在一定的拉伸載荷(通常小于產生所需法向接觸力所需的拉伸力T)。這種預裝的拉伸載荷可由第二彈簧機構產生，或者也可在將加載纖維304與端板536連接在一起之前預先施加到加載纖維304上。
當將配合連接器元件520插入到編織型連接器元件510內(反之亦然)時，配合連接器元件520的彈簧臂528與編織型連接器元件510的浮動端板536相接合。根據彈簧臂528的剛度、導體302的剛性和/或彈性、第二彈簧機構(如果存在)的剛性和彈簧臂528與端板536的預裝尺寸/位置的不同，端板536將會由于設置了彈簧臂528而在一定程度內(向外移動)產生位移。當然，在該過程中，彈簧臂528還可以產生一定的偏轉。浮動端板536的向外移動能夠在加載纖維304上產生拉伸力T。在一個示例性實施例中，加載纖維304由彈性材料構成。在這樣的示例性實施例中，兩個端板536的相對位移將在加載纖維304上產生基本相等的拉伸量。在其它示例性實施例中，彈簧臂528可被直接安裝到編織型連接器元件510的浮動端板536上，而不是安裝在配合連接器元件520上，如圖30所示。
圖32a-c示出了根據本發明的啟示制成的彈簧臂528的某些示例性實施例。通過將彈簧臂528的一部分嵌裝在配合連接器元件520的絕緣殼體526內的方式來提高彈簧臂528的有效彈簧高度529。當將配合連接器元件520插裝到編織型連接器元件510內時，對于給定載荷，彈簧臂528最好能夠產生一個大的相對偏轉量(例如約0.020英寸)。通過產生大的相對移動，就可以放松在裝配過程中的制造和對位公差(例如，加載纖維304的長度公差可在±0.005至±0.015英寸的范圍內進行改變)，同時仍然將最終的裝配線公差保持在規定的范圍內。圖32a示出了彈簧臂528的一個示例性實施例，其中彈簧臂528的很小一部分被嵌裝在配合連接器元件520的絕緣殼體526內，或者彈簧臂528根本就沒有嵌裝在該絕緣殼體內。圖32b-c示出了彈簧臂528的兩個優選實施例，該彈簧臂528的絕大部分都被嵌裝在配合連接器元件520的絕緣殼體526內。嵌裝在絕緣殼體526內的彈簧臂528的部分除了錨固點525外應該能夠(在絕緣殼體526內)自由移動，其中彈簧臂被固定在錨固點525上。圖32b的彈簧臂528基本上沿著一個半圓移動并端接于錨固點525處，而且基本平行于末端偏轉的有效方向527。圖32c的彈簧臂528基本沿著四分之三圓移動并端接于錨固點525處，而且基本上垂直于末端偏轉有效方向527。在圖32b-c中示出的彈簧臂528的實施例具有較長的有效彈簧高度529，與圖32a所示的“短”彈簧臂528的實施例相比，對于相同的力而言，有效彈簧高度較大能夠相應地產生較大的末端偏轉移動527。
在某些示例性實施例中，彈簧臂528可由金屬或金屬合金、例如鎳鈦合金構成，而且可以是金屬絲彈簧或帶狀彈簧等。根據彈簧臂528和連接器500直徑尺寸的不同，也可以采用多匝彈簧臂528。
圖33為電力連接器500在配合連接器元件520已經與編織型連接器元件510相接合后的前視圖。為簡明起見，已經將配合連接器元件520的外部殼體和彈簧臂528與編織型連接器元件510的殼體從其它結構中拆掉。從圖33中可以看到，在配合連接器元件520接合后，電路512、514的導體302的觸點將與配合連接器522的接觸配合表面524電氣接觸。如上所述，盡管接觸配合表面524基本為平面狀，但在優選實施例中，接觸配合表面524可由一定的曲率半徑R(未示出)例如R336限定而成。在某些優選實施例中，該曲率半徑R336將大于配合導體522的寬度W(未示出)，例如W309。
圖34示出了具有良好平衡性的多觸點編織型電力連接器600的另一示例性實施例。該電力連接器600由兩個伸長的組件構成一個電源組件612和一個返回組件614。這些組件在一個很寬的區域內形成了多個觸點，這樣就能夠使超靜定性更高、可分的接觸電阻較低，而且使寄生性電損耗的散熱性能更好。該電力連接器600可以是一個30安培的直流連接器。該電力連接器600由一個編織型連接器元件610和一個配合連接器元件620構成。這種經過編織而成的連接器元件610由一個殼體630、一個電源電路612、一個返回電路614、兩個彈簧架634、一個導向部件636和若干個加載纖維304構成。殼體630設置有多個孔632，這些孔能夠容納配合連接器元件620的對位銷642。電源電路612由若干個根據本發明的啟示編織在若干個加載纖維304周圍的導體302構成。在一個優選實施例中，這些導體302被設置成自動端接的結構形式。電源電路612的導體302從殼體630的背部伸出并可形成一個端接點，電力通過該端接點被輸送到電力連接器600。如下所述，驅動回路612(和返回電路614)的加載纖維304能夠承受一個拉伸力T，該拉伸力T最終將轉化成一個法向接觸力，該法向接觸力是在導體302的接觸點上確定的。返回電路614按照與驅動回路612相同的方式進行設置。電力連接器600的加載纖維304由非導電材料構成，該非導電材料可具有彈性或不具有彈性。導向部件636被安裝在殼體630的內壁上并定位在能夠直接為加載纖維304提供結構支撐、間接為電源電路612和返回電路614提供結構支撐的位置上。加載纖維304的端部被固定到彈簧架634上。如下所述，這些彈簧架634能夠在編織型連接器元件610的處于連接狀態下的加載纖維304上產生拉伸載荷T。
電力連接器600的配合連接器元件620由一個殼體640、兩個配合導體622和多個對位銷642構成。配合導體622被固定到殼體640的內壁上，從而當配合連接器元件620與編織型連接器元件610相接合時，(電路612和614的)導體302的接觸點將與配合導體622導電接觸。對位銷642與編織型連接器元件610的孔632對準，這樣就有利于將配合連接器元件620與編織型連接器元件610連接在一起(反之亦然)。
電力連接器600具有與電力連接器500相同的一些特征，但采用了不同的機構，以在導體302-加載纖維304的織物內產生拉伸力T(和法向接觸力)。電力連接器600沒有采用電力連接器500的浮動端板536，而是采用了預拉伸彈簧部件634，以在(電路612、614的)導體302與配合導體622的接觸點之間產生并保持所需的法向接觸力。圖35示出了在配合連接器620與編織型連接器元件610接合在一起后的電力連接器600。接合后，電源電路612和返回電路614的導體302的接觸點與配合導體622的接觸配合表面624導電接觸。
在一個優選實施例中，接觸配合表面624為多個由曲率半徑R限定而成的凸形表面。如圖35所示，這些凸形接觸配合表面624定位在配合導體622的底側，即，在接合后，導體302定位在配合導體622的下方。在一個示例性實施例中，導向部件636按照下述方式進行定位使導向部件636的上部部分定位在接觸配合表面624的上方。接合后，加載纖維304從第一彈簧部件634的一端638延伸出來并抵靠在與電源電路612相對應的凸形接觸配合表面624上，跨過導向部件636的頂部部分而抵靠在與返回電路612相對應的凸形接觸配合表面624上，然后端接于第二彈簧部件634的端部639處。在其它示例性實施例中，該接觸配合表面624可設置在配合導體622的頂側，這樣，加載纖維304就會在這些頂置的凸形接觸配合表面624的上方延伸。端部638、導向部件636、接觸配合表面624和端部639的位置與在加載纖維304內產生的拉伸力T相互配合，以利于在導體302的接觸點處傳送法向接觸力。
圖36a-c示出了可應用到電力連接器600上的一對彈簧部件634的示例性實施例。為簡明起見，圖中省略了加載纖維304，但應該知道每個加載纖維304都將與端部638、639相連接。在接合前，加載纖維304支撐在支撐銷(未示出)上，該支撐銷例如可以是導向部件636。在接合過程中，加載纖維304與接觸配合表面624對準。圖36a-c示出了彈簧部件638是如何在電力連接器600中發揮作用的情形。圖36a示出了在將加載纖維與端部638、639連接在一起之前彈簧部件634處于無載荷狀態下的情形。參照圖36b，為將加載纖維304連接到端部638、639上，端部638、639略微向里移動，接著將加載纖維304固定到端部638、639上。本領域的技術人員可以很容易地認識到可以采用多種方式將加載纖維304固定到端部638、639上，例如采用狹槽、錨固點、緊固件、夾子、焊接、釬焊、粘接等方式。在將加載纖維304固定到彈簧部件634的端部638、639上之后，一般會在加載纖維304內存在一個很小的拉伸力。參照圖36c，在將配合連接器元件620插裝到編織型連接器元件610內的過程中，加載纖維304被推動到接觸配合表面624的下方(或者，如果表面624位于配合導體622的頂側，那么將其推到接觸配合表面624的上方)，接著，就完成了電力連接器600的配合。為便于加載纖維304與接觸配合表面624相互接合，彈簧部件634的端部638、639一般要作出一定程度的附加偏轉。這樣，加載纖維304將受到額外拉伸載荷的作用，這樣，就會在加載纖維304內存在合成拉伸力T(這樣，就會在導體302的接觸點處存在法向接觸力)。
根據本發明的啟示構造的電力連接器本質上是多余的。如果這些實施例的加載纖維304中的任何一個破壞或失去了拉伸力，那么剩余的加載纖維304就能夠繼續保證存在足夠的拉伸力T，以在導體302的接觸點上保持電氣接觸，這樣，這些連接器就能夠繼續傳輸額定電流。在某些示例性實施例中，當所有的加載纖維304完全失效時，就會出現連接器失去電氣接觸的情況。當在系統中存在塵土或污染物時，多個觸點能夠比傳統的單觸點或雙觸點連接器在保持接觸方面發揮更加有效的作用。如果單個觸點出現故障(由于塵土或機械故障)，那么一般情況下會有至少三個位于周圍的局部觸點能夠處理這種轉移電流沿直線(或在前的直線)在同一導體302上找到下一個觸點，而且因為每個導體302最好都與相鄰的導體302保持電氣接觸，因此，電流還能夠流入到這些相鄰的導體302內，接著從這些導體302的接觸點流過。此外，本發明的技術啟示還可以應用到許多編織型多觸點數據連接器的實施例中。在設計這種編織型多觸點數據連接器的實施例時，本領域技術人員在設計數據連接器時通常想到的問題，例如阻抗匹配問題，射頻屏蔽和串音問題等都需要加以考慮。在數據連接器的實施例中，數據信號通道可通過編織型連接器元件的導體和配合連接器元件的配合導體構成。編織型數據連接器與電力連接器實施例之間的主要差別在于單個電路的尺寸。在編織型電力連接器的實施例中，由于對電流存在更高的要求，因此那些接觸表面(即，導體的觸點與相應的接觸配合表面)將會比編織型數據連接器實施例的大許多。此外，編織型數據連接器的實施例更有可能包括多個絕緣電路(信號)通道，這些通道被安裝在一個由導體302和加載纖維304構成的織物上。這樣就允許在編織型數據連接器實施例中存在高密度的信號通道。此外，由于為產生所需的阻抗、串音和信號失真特性而可能要將不同的銷/接地/信號/電力組合起來，因此這樣就能夠在實施數據連接器實施例的過程中具有更大的靈活性。
與采用經沖壓制成的彈簧臂觸點的傳統數據連接器相比，本發明的數據連接器實施例還具有下述優點。首先，與傳統的沖壓型彈簧臂接觸的方法相比，利用編織型數據連接器更容易在非常小的尺寸下保持非常緊密的公差。第二，即使尺寸非常小，也能夠以低成本獲得拉制線(例如用于導體302的拉制線)，而具有類似公差的同尺寸的傳統沖壓件則非常昂貴。第三，在本發明的編織型數據連接器中，可以縮小或省掉位于連接器接口處的信號通道短柱(stub)。當通過部分電路進行傳播的能量無處可去并可能在該電路中進行反射時，電路中就會存在短柱。在高頻的情況下，這些接口短柱能夠產生顫動、信號失真和衰減，而且這些短柱與電路中的其它信號中斷的相互作用還可能導致數據丟失、速度減小和其它問題。傳統的叉子和刀片型連接器很自然都會具有一短柱。該短柱的長度一般取決于該系統的累積公差(例如，連接器公差，底板/子插件卡的平面度，沖壓公差，板件的對位公差，等等)，而且該短柱的長度也可以在一定的幅度范圍內相對單個連接器而變化。對于本發明的編織型數據連接器的實施例而言，在從完全插入到部分插入的任何時間內，由于沿一個導體302上設置有多個觸點，因此電路中都幾乎不存在短柱。最后，這些編織型數據連接器的實施例在調整軌道阻抗方面具有更大的靈活性，因為除了接地位置外，還可以對構成導體302-加載纖維304(現在的話，絕緣纖維104)的織物所用的材料進行更換，這樣就可以得到更加靈活的阻抗特性，而且無需對生產線作出重大重組。
圖37a-c示出了一種多觸點編織型數據連接器700的示例性實施例。該數據連接器700包括一個編織型連接器元件710和一個配合連接器元件720。從圖37a中可以看出這種編織型連接器元件710包括一個殼體714、三組加載纖維304(其中每組都具有六根加載纖維304)和被編織在每組加載纖維304上的導體302。在某些示例性實施例中，編織型連接器元件710還可包括接地屏蔽件712和多個對位銷和/或多個用于容納對位銷的孔。在這些數據連接器的實施例中，每個信號通道都可由一單個導體302或多個導體302構成。但是，為達到某種所需的信號通道電學特性，例如電容、電感和阻抗特性，在大部分優選實施例中，每個信號通道都由一到四個導體302構成。這些導體302可以是自動端接型導體。在更加優選的實施例中，信號通道將由兩個自動端接的導體302構成。當采用一個以上的(自動端接或非自動端接型)導體302制成信號通道時，構成信號通道的這些導體302最好彼此電氣接觸。包括單個信號通道的導體302一般情況下都將構成一個可設置在殼體714背側的端接點。編織型連接器元件710具有12條獨立的信號通道，在三組加載纖維304的每一組上都設置有四個信號通道。
這種編織型連接器元件710還包括多個絕緣纖維104，這些絕緣纖維被編織到介于電信號通道(即導體302)之間的加載纖維304上。這些絕緣纖維104用于沿加載纖維304的方向以絕緣方式將信號通道彼此隔開。圖37a所示的編織型連接器元件710僅僅示出了三組絕緣纖維104，在每組加載纖維304上都設置有一組絕緣纖維104。為簡明起見，已經將這些絕緣纖維104省掉。在某些示例性實施例中，還可以在設置在每組加載纖維304上的其它信號通道之間設置(即編織)額外多組絕緣纖維104。在某些示例性實施例中，絕緣纖維104可以是自動端接型的纖維。此外，在某些示例性實施例中，編織型連接器元件710還可包括設置在加載纖維304端部上或設置在加載纖維304端部附近的拉伸機構(未示出)，例如彈簧臂，浮動板，彈簧部件等。這些拉伸機構能夠在加載纖維304中產生所需的拉伸載荷，如上所述。
如圖37b所示，數據連接器700的配合連接器元件720包括一個殼體730、多個接地屏蔽件732和三個絕緣殼體728。接地屏蔽件732可設置在絕緣殼體728的背側，即與表面726相對的那側。在某些示例性實施例中，配合連接器元件720還可包括多個對位銷和/或用于容納這些對位銷的孔。每個絕緣殼體728都具有四個設置在表面726上的配合導體722。這些配合導體722設置在表面726上，從而當編織型連接器元件710與配合連接器元件720相接合時(反之亦然)，就能夠在導體302的觸點與配合導體722之間形成電氣連接。這樣，通過編織型連接器元件710的導體302和配合連接器元件720的相應配合導體722形成了數據連接器700的信號通道。配合導體722一般將形成一個端接點，例如板件端接插針，其可設置在殼體730的背側。在示例性實施例中，當定位在表面726上時，配合導體722的形狀和方位與形成電氣連接的導體302的形狀和方位緊密地相匹配。在接合過程中，絕緣殼體728的表面726與編織型連接器元件710的由導體302-加載纖維304構成的織物相接合。在一個示例性實施例中，表面726和/或配合導體722的接觸配合表面形成了一個連續的凸面。在一個優選實施例中，該凸面可由一個恒定不變的曲率半徑限定而成。
在圖示的示例性實施例中，殼體730形成了多個狹槽734，當編織型連接器元件710與配合連接器元件720相接合時，這些狹槽能夠容納多組加載纖維304。在接合后，編織型連接器元件710的接地屏蔽件712有利于對配合連接器元件720的配合導體722進行電氣屏蔽，同時配合連接器元件720的接地屏蔽件732也以類似方式對編織型連接器元件710的導體302進行電氣屏蔽。接地屏蔽件712、732的安裝和結構設計能夠改變信號軌道的電學特性(例如電容和電感)并提供一種防止相鄰的信號線(或相鄰的差動對)產生串音和電磁干擾(EMI)。通過在特定點或區域內改變信號軌道的電容和電感，就能夠控制信號通道的阻抗。信號的速度越高，那么完成阻抗匹配和EMI屏蔽所需的控制就越好。數據連接器700的接地平面可位于匹配連接器元件720的絕緣殼體728的背面和編織型連接器元件710的獨立金屬屏蔽件712上。接地插針/平面必須是一種導電材料，而且最好為固態，但也并非必須為固態。在優選實施例中，每個信號通道都被容納在一個導電的接地屏蔽(同軸或雙軸)結構中。這樣就能夠實現最佳的信號隔離，同時還可以降低信號衰減和失真。編織型連接器元件710和配合連接器元件720的接地屏蔽件712、732在接合后可以相互接觸或不相互接觸，但是，在連接器700的兩個對拼部分之間優選建立某些連續的接地連接。這一點可通過迫使接地屏蔽件712和732彼此接觸，或者在兩個對拼部分之間采用一個或多個被用作接地連接的數據插針，而得以實現。
圖38-40示出了多觸點編織型電氣連接器的另一示例性實施例。參見圖38，電氣連接器800包括編織型連接器元件810和配合連接器元件830。編織型連接器元件810包括一個外殼812、一個面板814、一個電源電路827、一個返回電路829和終端觸點822a、822b。電源電路827和返回電路829分別終止于設置在編織型連接器元件810后部的終端觸點822a、822b處。定位孔816有利于配合連接器元件830與編織型連接器元件810相配合，其位于面板814和外殼812之內。配合連接器元件830包括一個外殼832、定位銷834、配合導體838a、838b(如圖40所示)以及終端觸點836a、836b。配合導體838a、838b分別終止于設置在配合連接器元件830后部的終端觸點836a、836b處。
圖39a-b進一步詳細地示出了電氣連接器800的編織型連接器元件810。圖39a示出了除去面板814后的編織型連接器元件810，而圖39b示出了裝有面板814的編織型連接器元件810。如圖39a所示，除定位孔816之外，編織型連接器元件810還包括便于將面板814安裝到外殼812上的安裝孔818。編織型連接器元件810還包括多個加載纖維304和多個張力彈簧824。在示例性的電氣連接器800中，在編織型連接器元件810的電源電路827和返回電路829側使用不同組的加載纖維304和張力彈簧824。根據本發明的啟示，電源電路827由編織到多個加載纖維304上的多個導體302構成。返回電路829同樣由多個導體302構成。返回電路829的導體302編織到多個加載纖維304上。在一個優選實施例中，電源電路827和返回電路829的導體302自動端接著(self-terminating)。在圖示的示例性電源電路827中，電源電路827的每個導體302編織到四個加載纖維304上，而返回電路829的每個導體302編織到四個不同的加載纖維304上。編織型連接器元件810的電源電路827側的加載纖維304的端部結合到，即連接到張力彈簧824上。在某些示例性實施例中，編織型連接器元件810的張力彈簧824圍繞在由導體302和加載纖維304制成的織物外部。但是在其他的實施例中，張力彈簧824無須圍繞在織物周圍。在一個優選實施例中，各加載纖維304與單獨的獨立張力彈簧824相連，例如，第一加載纖維304與第一張力彈簧824相連，第二加載纖維304與第二張力彈簧824相連，等等。編織型連接器元件810的返回電路829側的加載纖維304的端部同樣與獨立的張力彈簧824相連。通過將加載纖維304獨立地連接至單獨的張力彈簧824上，電氣連接器800的電連接能力變得更為冗余并具抗破壞能力。
如圖39a-b的示范性實施例所示，當電源電路827的導體302編織到相應的加載纖維304上時形成其中置有空間826a的編織管。當返回電路829的導體302編織到相應的加載纖維304上時形成其內置有空間826b的編織管。在大多數示范性實施例中，編織管的橫斷面是對稱的。在某些示范性實施例中，舉例來說，例如編織型連接器元件810，編織管的橫斷面為圓形。
圖40由相反的視角示出了圖38的配合連接器元件830。參見圖40，配合連接器元件830包括配合導體838a、838b。配合導體838a、838b分別終止于設置在配合連接器元件830后部的終端觸點836a、836b處。在某些示例性實施例中，配合導體838a、838b為桿狀(例如插針狀)并具有沿配合導體838a、838b的周邊布置的接觸配合面。適當設置配合導體838a、838b的大小(例如長度、寬度、直徑等等)，從而一旦配合導體元件830接合至編織型連接器元件810上(或反之)，便可分別在電源電路827和返回電路829的導體302與配合導體838a、838b的接觸配合面之間建立起電氣連接。在某些示例性實施例中，配合導體838的直徑范圍為約0.01英寸至約0.4英寸。
如文中所述，通過加載纖維304可在導體302與配合導體838的接觸配合面之間建立并保持接觸。例如，當配合導體元件830的配合導體838a插入(編織型連接器元件810的)電源電路827的空間826a中時，配合導體838a使得電源電路827的導體302和加載纖維304的織物沿徑向展開。在這種情況下，織物的展開程度足以使得連接在張力彈簧824上的加載纖維304的端部更緊密地拉在一起。這使得張力彈簧824發生彈性變形并且在加載纖維304內產生張力，從而使得導體302的接觸點處被施以所要求的法向接觸力。類似地，當配合導體元件830的配合導體838b插入返回電路829的空間826b中時，配合導體838b使得返回電路829的導體302/加載纖維304織物沿徑向展開。在電氣連接器800的實施例中，通過張力彈簧824的彈性變形產生并維持加載纖維304內的張力負荷；當織物展開時，加載纖維304被張力彈簧824張拉，從而處于拉緊狀態。但是，如前所示，在某些實施例中，連接器系統無需使用張力彈簧、彈簧支架、彈簧支臂等來產生和保持加載纖維內的張力負荷。
當在接合配合導體元件830與編織型連接器元件810時，編織型連接器元件810的面板814可有助于配合導體838a、838b分別與編織型連接器元件810的空間826a、826b正確對準。面板814也可用于保護編織型連接器元件810的織物。為了進一步便于配合導體838a、838b插入空間826a、826b內，配合導體838a、838b的端部可被倒角。
就單位體積的電觸點數目而言，利用與管狀織物相應的桿狀配合導體838使得電氣連接器800的空間更為有效，舉例來說，通常會比其他類型的多觸點編織型電氣連接器有效。另外，使用這種配置使得環繞在織物周圍的張力彈簧得以緊密接合，從而為這種小型組件區域提供了載荷撓度最大、長度最長的彈簧。此外，由于與其他形狀的編織型電氣連接器系統相比，桿狀配合導體838a、838b的半徑可形成得相當小，因此可以降低加載纖維304內為在接觸點處產生所要求的法向接觸力所要求的張力。為此，舉例來說，電氣連接器800可獲得約為電氣連接器500、600的兩倍的電力密度，同時卻保持著同樣低的嵌入力和多個冗余觸點的數量。
圖38-40的電氣連接器800配置成為電纜-電纜連接器，從而具有較長的外殼組件，即，外殼812和832。電路板-電路板型電氣連接器可與圖示的電氣連接器800一樣布置，但是由于這種連接器外殼不必用來承受電纜所作用的力，因此其外殼較短。
電氣連接器800包括電源電路827和返回電路829。但是根據本發明的啟示，編織型連接器元件在其他實施例中可僅由電源電路構成。這樣，在某些實施例中，舉例來說，編織型連接器元件810的返回電路829可更換成電源電路827。在其他的實施例中，編織型連接器元件可包括三個或三個以上的電源電路。這類實施例也可另外包括一或多個返回電路。通過編織型連接器元件內設置的一個以上的電源電路，電力可按分布式方式傳過電氣連接器。通過使用多電源電路連接器，可降低(同單個電源電路實施例相比)穿過連接器的各電源電路的單個荷載，同時保持相同的穿過連接器的總電力加載能力。
圖41示出了根據本發明啟示的多觸點編織型電氣連接器的另一示例性實施例。圖41的電氣連接器900包括編織型連接器元件910和配合連接器元件930。編織型連接器元件910包括一個外殼912、一個任選的面板(未示出)、多個導體302、加載纖維304和張力彈簧924、以及一個終端觸點922。導體302形成電源電路827，該電路終止于設置在編織型連接器元件910后部的終端觸點922處。加載纖維304的端部連接于張力彈簧924上。在一優選實施例中，各加載纖維304連接到單獨的獨立張力彈簧924上。導體302編織到加載纖維304上形成其內置有空間的編織管。然而，與連接器800的編織型連接器元件810不同，編織型連接器元件910僅包括單個的織物，例如編織管。從而，編織型連接器元件910僅具有單個的電源電路927；編織型連接器元件910不包含返回電路。
配合連接器元件930包括一個外殼932、一個配合導體938和一個終端觸點936。配合導體938終止于設置在配合連接器元件930后部的終端觸點936處。配合導體938為桿狀并具有沿其長度方向圓周式布置的接觸配合面。適當設置配合導體938的大小，從而當配合導體元件930與編織型連接器元件910連接時，可在電源電路927的導體302與配合導體938的接觸配合面之間建立起電連接。具體而言，當配合導體元件930的配合導體938插入編織型連接器元件910的編織管的中心空間內時，配合導體938使得導體302和加載纖維304的織物沿徑向展開。在這種情況下，織物的展開程度足以使得連接在張力彈簧924上的加載纖維304的端部更緊密地拉在一起。這使得張力彈簧924發生彈性變形并且在加載纖維304內產生張力。利用加載纖維304中所存在的適當的張力量，在構成電源電路927的導體302的接觸點處施加所要求的法向觸點壓力。
在某些實施例中，具有單個電源電路927而沒有返回電路的電氣連接器900可用作“電源電纜”至“匯流條”連接器。但是本領域的普通技術人員易于認識到電氣連接器900可用于其他各種連接器應用場合。
上面已經對本發明的不同示例性實施例和多個方面作出了說明，本領域的技術人員可以對其作出修改和變型。這些修改和變型都將包括在公開文件中，但該公開文件僅僅用于對本發明進行說明，而并非具有限制性。本發明的保護范圍應該由所附權利要求書及其等同替換來確定。
權利要求
1.一種多觸點編織型電氣連接器，包括一組加載纖維；一組導體，其中所述組的各導體具有至少一個觸點；其中所述組的各導體與所述組的加載纖維編織成一織物，所述織物限定出一空間，并且所述組的所述加載纖維能夠在所述組的導體的各觸點處傳遞接觸力。
2.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，可在一第一導體與一第二導體之間建立電連接。
3.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述導體自動端接著。
4.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述導體由導線構成。
5.根據權利要求4所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述導線具有在約0.0002～約0.0100英寸之間的直徑。
6.根據權利要求4所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述導線為帶狀電線。
7.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述加載纖維由非導體材料構成。
8.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述加載纖維由彈性材料構成。
9.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述加載纖維由下列材料中的至少一種構成尼龍、碳氟化合物、聚芳族酰胺(polyaramids)、聚酰胺(polyamids)、導電金屬或天然纖維。
10.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述織物形成一在其中置有所述空間的編織管。
11.根據權利要求10所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述編織管具有對稱的橫斷面。
12.根據權利要求11所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述編織管的所述橫斷面為圓形。
13.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，還包括一張力彈簧，其中，各加載纖維的至少一端與所述張力彈簧相連。
14.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，還包括多個張力彈簧，其中，各加載纖維具有第一端和第二端，并且各加載纖維的所述第一端與一張力彈簧相連。
15.根據權利要求14所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，至少一個加載纖維的所述第二端和所述加載纖維的所述第一端與同一張力彈簧相連。
16.根據權利要求14所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，各加載纖維與單獨的張力彈簧相連。
17.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，還包括一具有一接觸配合面的配合導體，其中，當所述配合導體置于所述空間內時，可在所述接觸配合面與所述組的導體的所述觸點之間建立電連接。
18.根據權利要求17所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述接觸配合面為凸面。
19.根據權利要求18所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述接觸配合面由一恒定的曲率半徑限定。
20.根據權利要求17所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述配合導體基本上為桿狀。
21.根據權利要求21所述的多觸點編織型電力連接器，其特征在于，所述配合導體具有約0.01英寸～約0.4英寸的直徑。
22.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述組的導體包括一電源電路或一返回電路。
23.根據權利要求1所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述組的加載纖維為第一組加載纖維，所述組的導體為第一組導體，所述織物為第一織物，而所述空間為第一空間，所述編織型電氣連接器還包括第二組加載纖維；第二組導體，其中，所述第二組的各導體具有至少一個觸點；以及所述第二組的各導體與所述第二組加載纖維編織成第二織物，其中，所述織物限定出第二空間，而所述第二組的所述加載纖維能夠在所述第二組導體的各觸點處傳遞接觸力。
24.根據權利要求23所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述第一組導體包括第一電源電路，所述第二組導體包括第二電源電路。
25.根據權利要求23所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述第一組導體包括一電源電路，所述第二組導體包括一返回電路。
26.根據權利要求23所述的多觸點編織型電氣連接器，還包括多個張力彈簧，其中，所述第一組和所述第二組的各加載纖維具有第一端和第二端，并且所述第一組和所述第二組的各加載纖維的所述第一端與一張力彈簧相連。
27.根據權利要求26所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，至少一個加載纖維的所述第二端和所述加載纖維的所述第一端與同一張力彈簧相連。
28.根據權利要求26所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述第一組和所述第二組的各加載纖維連接至單獨的張力彈簧上。
29.根據權利要求23所述的多觸點編織型電氣連接器，還包括一具有一第一接觸配合面的第一配合導體，其中，當所述第一配合導體置于所述第一空間內時，可在所述第一接觸配合面與所述第一組導體的所述觸點之間建立電連接；一具有一第二接觸配合面的第二配合導體，其中，當所述第二配合導體置于所述第二空間內時，可在所述第二接觸配合面與所述返回電路的所述導體之間建立電連接。
30.根據權利要求29所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述第一織物形成一在其中置有所述第一空間的第一編織管，而所述第二織物形成在其中置有所述第二空間的第二編織管，并且所述第一和第二配合導體基本上為桿狀。
31.一種多觸點編織型電氣連接器，包括第一組加載纖維；一由多個導體構成的電源電路，其中，所述電源電路的各導體與所述第一組加載纖維編織成一在其中置有第一空間的編織管；第二組加載纖維；一由多個導體構成的返回電路，其中，所述返回電路的各導體與所述第二組加載纖維編織成一在其中置有第二空間的編織管；一第一桿狀配合導體，其中，當所述第一桿狀配合導體置于所述第一空間內時，可在所述第一桿狀配合導體與所述電源電路的所述導體之間建立電連接；以及一第二桿狀配合導體，其中，當所述第二桿狀配合導體置于所述第二空間內時，可在所述第二桿狀配合導體與所述返回電路的所述導體之間建立電連接。
32.根據權利要求31所述的多觸點編織型電氣連接器，還包括多個張力彈簧，其中，所述第一組和所述第二組的各加載纖維具有第一端和第二端，并且各所述加載纖維的至少所述第一端與一張力彈簧相連。
33.根據權利要求32所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，一加載纖維的各所述第二端和所述加載纖維的所述第一端與同一張力彈簧相連。
34.根據權利要求33所述的多觸點編織型電氣連接器，其特征在于，所述第一組和所述第二組的各所述加載纖維與一單獨的張力彈簧相連。
全文摘要
本發明涉及多觸頭編織型電連接器，其具有至少第一組加載纖維和至少第一組導體。當將導體編織到一組加載纖維上時，由導體限定出一空間。加載纖維在導體的接觸點處可傳遞接觸力。導體可包括電源電路或返回電路。電氣連接器還可包括能夠在加載纖維內產生張力荷載的張力彈簧。電氣連接器還可包括能夠與電源/返回電路相聯的配合導體。當置于第一與第二空間內時，可分別地在導體與配合導體之間建立電連接。
文檔編號H01R13/24GK1833340SQ200480022860
公開日2006年9月13日 申請日期2004年6月18日 優先權日2003年6月24日
發明者M·斯威特蘭, J·莫蘭 申請人:特里博泰克公司