[发明专利]扁平柔性电缆及装置

说明书

本文中描述的线缆卷筒组件包括线缆卷筒，该线缆卷筒包括扁平柔性电缆，该扁平柔性电缆包括嵌入在非导电性聚合物基体中的大致平行的电力传输线和数据传输线构成的带。每个数据传输线通过聚合物基体而与任何相邻的线材间隔开且绝缘。电力传输线相对于数据传输线而言是扁平的，并且电力传输线的规格大于数据传输线的规格。FFC包括位于屏蔽的中部区域的两侧的非屏蔽端部区域，该屏蔽的中部区域包括位于电缆的至少一侧上的屏蔽层，并且屏蔽层由非导电性涂层覆盖。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年10月3日提交的序列号为62/059,400的美国临时申请的权益，并且要求于2014年7月11日提交的序列号为62/023,399的美国临时申请的权益，上述申请中的每项申请的全部内容通过参引并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及用于电力及数据传输应用的柔性扁平电缆，并且涉及包括所述电缆的收放式线缆卷筒。

背景技术

许多应用中、特别是在电话应用中已经广泛地使用收放式线缆卷筒。在一些线缆卷筒中，卷筒被弹簧偏压成使得当从卷筒拉出一段线缆时所述线缆受到恒定张力的作用并且当张力被释放时所述线缆自动地重新绕回到卷筒上。在其他设计中，卷筒包括止挡件或闩锁机构，使得一定长度的线缆可以从卷筒展开并且可以被利用，但收回的线缆未受到恒定张力的作用。这种卷筒还包括用于当装置不再使用时自动地将线缆重新绕回到卷筒上的机构。

许多线缆卷筒将一卷扁平柔性电缆(FFC)用作装置中的数据传输电路的一部分(例如参见US 6,293,485，其涉及用于一个这种卷筒的中空型设计)。一些形式的常规FFC总体上包括嵌入在聚合物基体内的一些细线材。通常，线材被层压在一层或更多层电介质聚合物片材料比如聚酯之间。通常，在整个电缆宽度上的所有线材具有相同的尺寸。在其他形式的FFC中，线材实际上是印制金属迹线(即，FFC是柔性印制电路板)。

目前，FFC可以被制造成具有适于满足针对数据传输的USB 1.1标准的电缆宽度和厚度，但仍配装在相对紧凑的线缆卷筒装置内，其中，所述相对紧凑的线缆卷筒装置可以方便地安装在用于与飞机中的乘客所使用的电话或游戏控制器结合使用的航空座椅靠背中。越来越需要如下线缆装置：所述线缆装置利用了满足针对数据和电力传输(即，电池充电)的USB 2.0标准或更高标准的线缆卷筒。满足USB 2.0标准的常规FFC需要比USB 1.1标准所需的电缆宽度和/或电缆厚度更大的电缆宽度和/或电缆厚度，这归因于电池充电所需的较高电流以及较高的数据传输速率(即，需要更多的金属丝和/或直径更大的金属丝以满足标准，但所述标准主要是针对圆形电缆实施而不是FFC实施设计的)。这种较大的电缆尺寸在用在可用于容纳线缆卷筒的空间有限的航空座椅靠背中的线缆卷筒中会成问题。

本文中描述的FFC和线缆卷筒克服了用于USB 2.0应用中的当前常规FFC设计中的固有缺点。

发明内容

本文中描述了一种扁平柔性电缆，该扁平柔性电缆包括嵌入在非导电性聚合物基体中的大致平行线材构成的带。特别地，FFC包括间隔开的电力传输线和数据传输线。优选地，FFC包括两个或更多个电力传输线(例如两个至六个电力传输线)以及两个或更多个数据传输线(例如两个至十个数据传输线)。每个单独的数据传输线通过聚合物基体的一部分而与相邻的数据传输线和相邻的电力传输线间隔开。FFC包括位于屏蔽的中部区域两侧的非屏蔽端部区域，其中，屏蔽的中部区域包括位于扁形电缆的至少一侧上的屏蔽层。在一些实施方式中，FFC的中部区域的仅一侧由沉积在聚合物基体上的含金属屏蔽层屏蔽。屏蔽层可以在沿着FFC的中间部分的长度的一个或更多个间隔开的位置处与数据传输线中的至少一个数据传输线电接触，以便提供信号参考、信号屏蔽和/或连续屏蔽电连接。保护性非导电性涂层覆盖屏蔽层。非屏蔽的端部区域的一部分中没有聚合物基体，使得线材能够安置成与电路、连接器等电接触。线材可以以任何期望的间距间隔开，只要线材之间存在足够的聚合物基体以使线材彼此电绝缘即可。如电气领域普通技术人员将容易理解的，各种线材的数目、规格和间距是基于将利用FFC的应用的数据和电力传输要求来选择的。