CN101262109A - 带有聚合弹簧夹螺母的环形波纹状同轴电缆连接器 - Google Patents

带有聚合弹簧夹螺母的环形波纹状同轴电缆连接器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种具有完整的弹簧夹螺母的环形波纹状实心外导体同轴电缆电连接器，该完整的弹簧夹螺母通过螺纹可伸缩地连接到主体的电缆端。弹簧夹螺母中的螺母孔形成接收外导体从其中穿过所需的尺寸。多个弹簧夹围绕螺母孔的接口端的外围朝向接口端突出，弹簧夹在接口端处具有向内突出的垫圈。弹簧夹的接口端最初可偏斜地进入位于弹簧夹和弹簧夹螺母的外径之间并且向接口端开口的环形凹槽。

Description

带有聚合弹簧夹螺母的环形波纹状同轴电缆连接器
技术领域
本申请要求享有于2007年2月8日由James Wlos先生提交的名称为“带有聚合弹簧夹螺母的环形波纹状同轴电缆连接器”、申请号为11/672631的美国实用新型专利的优先权，其内容被完整地结合在此作为参考。本发明涉及一种电连接器。更具体地说，本发明涉及一种轻质和成本效率高的带有聚合材料联结螺母的环形波纹状同轴电缆电连接器。
背景技术
用于波纹状外导体电缆的连接器被全面应用在半柔性波纹状同轴电缆工业中。
用于实心外环形波纹状外导体同轴电缆的连接器，例如在1977年9月6日授予Juds等的专利US 4046451中公开的连接器，利用主体和弹簧夹螺母之间的机械压缩来抵靠连接器主体的有角度的接触表面，其中弹簧夹螺母具有夹紧外导体前沿的弹簧夹。弹簧夹可向外偏斜，在将连接器主体装入到弹簧夹螺母之前使得弹簧夹螺母被放置在电缆端上，并将弹簧夹端放置于在外导体的前波纹凸起后的槽中。US 4046451中的连接器由使用金属机械加工技术的金属材料形成。该设计的主要成本是金属材料和制造过程中所需的大量金属加工步骤。
用于同轴连接器的聚合材料的在前申请被1994年10月11日授予Gabel等的专利US 5354217所公开，其中同轴连接器与螺旋波纹状实心外导体同轴电缆结合使用。聚合材料被用于连接器主体和夹紧螺母，需要多个内部的导电元件为外导体形成跨越连接器的传导路径。夹紧螺母装入到外导体的螺旋形波纹上，然后外导体的前沿被手动扩张以在连接器组装前抵靠夹紧螺母。因此，该连接器与环形波纹状实心外导体同轴电缆是不兼容的，制造是昂贵的并且安装是费时的。
上述两种现有的连接器在电缆连接中也需要拆卸连接器元件。因为电缆的连接可能处在很危险的位置，诸如天线塔的顶端，所以连接器的拆卸和任何附加的必需组装操作都会给安装人员带来严重的跌落危险和或安装负担。
电缆和连接器工业内部的竞争提高了使连接器重量、安装时间、分立连接器部件的总数以及连接器制造/材料成本最小化的重要性。竞争的注意力还集中在使用方便、电气互联的质量以及连接器的可靠性上。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能克服在这样的现有技术中的不足的电连接器及安装方法。
附图说明
结合本说明书并作为其一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与上面给出的本发明的大概描述和下文给出的实施方式的详细描述结合用来阐述本发明的原理。
图1为根据本发明第一实施方式的连接器的外部等轴示图，所示的连接器被安装到同轴电缆上；
图2为图1的横截面侧视图；
图3为图1的弹簧夹螺母的外部等轴示图；
图4为图3的横截面侧视图；
图5为图1主体的外部等轴示图；
图6为图5的横截面侧视图；
图7为根据本发明第一实施方式的连接器的横截面侧视图，位于初步装入结构，为电缆插入做准备。
具体实施方式
本发明人已意识到，根据本发明的连接器的弹簧夹螺母元件可通过注射成型由聚合材料形成以消除大量必需的金属加工步骤并且显著地减少材料成本和部件重量。尽管根据本发明连接器的连接器主体也可部分或全部由聚合材料形成，例如通过外成型或内部导电涂层的使用或内部导电元件的拆卸，但这里仅金属弹簧夹螺母是由聚合材料形成的，可消减对于附加的内外导体导电结构的复杂性及与其有关的要求。
参考图1-7对本发明进行详细描述，显示了具有与环形波纹状实心外导体同轴电缆3结合使用的标准N型连接器接口1的典型实施方式。本领域技术人员能够理解将在下文中讨论的本发明同样适用于其它标准的或专有的连接器接口(一个或多个)和具有变化的尺寸的环形波纹状实心外导体同轴电缆。为了描述清晰，将参考电缆端7和接口端9对连接器5及其子元件进行描述。
如图1和2所示，装配在环形波纹状实心外导体同轴电缆3上的连接器5包含带有外径螺纹13的弹簧夹螺母11，该外径螺纹13与主体17的内径螺纹15相配合。
如图3和4的最佳显示，弹簧夹螺母11具有螺母孔19，使该螺母孔19形成接收环形波纹状实心外导体同轴电缆3的外导体21所需的尺寸。沿着螺母孔19的接口端9的外围形成的弹簧夹(一个或多个)23一般平行于连接器5的纵轴朝弹簧夹螺母11的接口端9的方向延伸。
弹簧夹螺母11可由诸如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的聚合材料形成。PBT或其它可选择的聚合材料可注射成型或经机械加工。碳黑或类似物可嵌合到PBT或其它可选择的聚合材料中以提高聚合材料的UV辐射电阻特性(UV radiation resistance characteristic of the polymeric material)。
因为期望聚合材料与现有黄铜或具有同样厚度的类似金属材料相比具有增强的弹性特性，所以可减少用于形成多个单独弹簧夹的部件的数量，更进一步减少制造过程中的注射成型成本和成型分离问题。例如，可使用四个或更少的单独弹簧夹23，数量可选的弹簧夹的宽度优选地被调整以围绕螺母孔。
每个弹簧夹23在末端具有向内突出的垫圈25。选择向内突出的垫圈25的尺寸以与外导体21的波纹槽27相配合。向接口端9开口的环形凹槽29为弹簧夹(一个或多个)23的末端提供偏斜空间。
因为弹簧夹螺母11的注射成型使得容易形成具有相当大的深度的环形凹槽29，例如朝向电缆端7向弹簧夹(一个或多个)23的底部延伸，所以可提供偏斜空间而不需要将外径螺纹13定位为朝向弹簧夹螺纹11的电缆端。因此，可以显著减少定位与外径螺纹13相配合的内径螺纹15所需要的主体17的长度和金属材料的数量。
由于外导体21被插入到螺母孔19的电缆端7中，弹簧夹(一个或多个)23短暂地偏斜进入环形凹槽29以使得向内突出的垫圈(一个或多个)25忽略外导体21的前波纹31而直接插入到其后的波纹槽27中。平面(一个或多个)33或其它手工或工具夹紧形式的平面可以在弹簧夹螺母11的外径上形成，以便于将主体17装配到弹簧夹螺母11上。
如图5和6最佳所示的主体17具有配有向内突出的肩部37的主体孔35，该肩部37带有呈角度的扩口座39和邻近的止挡前缘41，该止挡前缘41接近内径螺纹15的接口端9。扩口座39和止挡前缘41一起形成向主体17的电缆端7开口的外导体凹槽43。
绝缘体45将中心触点47同轴保持在主体孔35中。为了带有实心内导体49的同轴电缆3，在中心触点47的电缆端7处的弹簧筐形件51向内偏斜以便在插入过程中电接触和保持同轴电缆3的内导体49。可选地，可以使用所选择的能与内导体49可靠接触的任何形式的中心触点47。例如，可选择能插入并嵌合到空心内导体49侧面的任何弹簧或螺纹型的中心触点，这里内导体49是空心的。连接器接口1和相关的联结螺母53(如果所选的连接器接口1需要)位于主体17的接口端9。
如图7所示，根据本发明的连接器5为安装到同轴电缆3上做准备，而不需要从弹簧夹螺母11上拆卸主体17。通过将外径螺纹13和内径螺纹15螺纹连接而使主体17和弹簧夹螺母11联结起来，以便在初步螺纹位置处连接弹簧夹螺母11和主体17，但是该位置位于远离止挡前缘41的弹簧夹(一个或多个)23的末端。
可按以下工序安装本发明的连接器5。向后剥开同轴电缆3，以从外导体21和外护套55(如果存在的话)中暴露出期望长度的内导体49，如果存在外护套55，则将其从期望长度的外导体21上除去。然后将同轴电缆3插入到在连接器5位于电缆端7的螺母孔19中。因为初步螺纹位置位于远离止挡前缘41的弹簧夹(一个或多个)23的末端，外导体21的前沿接触弹簧夹(一个或多个)23的向内突出的垫圈(一个或多个)25，弹簧夹(一个或多个)23不与止挡前缘51接触，从而使得弹簧夹(一个或多个)23向外偏斜进入由环形凹槽29产生的偏斜空间，并且使得外导体21的前波纹31通过。由于外导体21的前波纹31通过弹簧夹(一个或多个)23的向内突出的垫圈(一个或多个)25，弹簧夹(一个或多个)23回到准备状态，停止在外导体47的前波纹21后的波纹槽27中，保持外导体21。同时，内导体49被推进到只比进入中心触点47的弹簧筐形件51短的位置。
为了最终将连接器1和同轴电缆3可靠地连接在一起，弹簧夹螺母11被装入到主体17。由于装入从初步螺纹位置移动到最终螺纹位置，弹簧夹(一个或多个)23的末端被移动到止挡前缘51下，并且外导体21的前波纹31被移动到外导体凹槽43中。由于主体17和弹簧夹螺母11彼此靠近，止挡前缘51朝前移动并且与弹簧夹(一个或多个)23的接口端9重叠以防止向上倾斜并远离波纹31和或扩口座39。由于外导体凹槽43向电缆端19移动，外导体21的前波纹31嵌合到扩口座39并且沿着扩口座39向上张开并远离内导体49。在最终螺纹位置，由止挡前缘51保持而抵靠外导体的弹簧夹(一个或多个)23的末端将外导体21的前波纹31可靠地夹紧在扩口座39处，如图2所示。同轴电缆3的内和外导体(一个或多个)49，21之间的任何电介质绝缘体57向下变形并且与外导体21分开，同时在扩口座39和外导体21的前波纹31之间围绕360度圆周以提供金属与金属的可靠接触。同时，内导体49被推进到中心触点47的弹簧筐形件51中，在内导体43和中心触点47之间形成可靠的连接。
可将诸如橡胶或硅o型环的可压缩的和或可变形的密封垫圈设置成围绕并且处于连接器1中以相对于周围环境密封连接表面(一个或多个)。可将接口垫圈59设置在主体17和弹簧夹螺母11的密封重叠表面。也可以将电缆垫圈61设置在弹簧夹螺母11的电缆端7和外导体21之间的外导体21的相应环形波纹中。
回顾本发明书，本领域技术人员可以理解，这里描述的弹簧夹螺母11和主体17之间的安装可以定向在可选择的重叠螺纹结构中，其中弹簧夹螺母11和主体17重叠。
本发明提供了具有改进的成本效率和安装特性的相对于周围环境密封的连接器1。使用用于弹簧夹螺母11的聚合材料降低了成本和连接器的总重量，而不影响外导体和主体17之间连接的电特性。环形凹槽29的存在缩短了主体17的必需长度，进一步地减少了金属材料的需求和连接器的总重量。因为将工厂预装配的连接器5安装到同轴电缆3上之前不需要进行任何拆卸或其它准备工作，所以降低了跌落危险并且消除了丢失或损坏连接器5的主要部分的机会。
元件列表
1 连接器接口
3  同轴电缆
5  连接器
7  电缆端
9  接口端
11 弹簧夹螺母
13 外径螺纹
15 内径螺纹
17 主体
19 螺母孔
21 外导体
23 弹簧夹
25 垫圈
27 波纹槽
29 环形凹槽
31 前波纹
33 平面
35 主体孔
37 向内突出的肩部
39 扩口座
41 止挡前缘
43 外导体凹槽
45 绝缘体
47 中心触点
49 内导体
51 弹簧筐形件
53 联结螺母
55 外部护套
57 绝缘体
59 接口垫圈
61 电缆垫圈
其中前面的描述中所提到的比例、整体或部件具有公知的等同物，可将这些等同物如分别列举的那样结合于本发明的描述中。
尽管通过对实施方式的描述而对本发明进行了说明，并且同时对实施方式进行了相当详细的描述，申请人不希望限制于这些细节上或以任何方式将所附权利要求的保护范围限制于这些细节上。其它优点及改型对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，从广义上说，不应将本发明限制于这些具体细节，代表性设备，方法，以及附图示出的和所描述的实例上。据此，在不超出本申请人的大致发明观念的精神或范围的前提下从这些细节出发还可提出一些方案。进一步地说，可以理解，在不超出由下列权利要求限定的本发明的范围或精神的前提下，可作出改进和/或改型。

Claims (21)

1.一种环形波纹状实心外导体同轴电缆电连接器，具有接口端和电缆端，该连接器包括：
完整的弹簧夹螺母，其通过螺纹可伸缩地连接到主体的电缆端；
位于弹簧夹螺母中的螺母孔，其形成接收外导体从中穿过所需的尺寸；
多个弹簧夹，其围绕螺母孔的接口端的外围并朝向接口端突出；
弹簧夹在接口端处具有向内突出的垫圈；
弹簧夹的接口端偏斜进入位于弹簧夹和弹簧夹螺母的外径之间的环形凹槽；
环形凹槽向接口端开口。
2.如权利要求1所述的连接器，其中主体具有主体孔，该主体孔具有朝向电缆端的完整的有角度的环形扩口座；该扩口座与止挡前缘相邻，当弹簧夹螺母和主体彼此间可伸缩的连接使止挡前缘和弹簧夹的接口端重叠时，该止挡前缘向内突出接近弹簧夹的外径以防止弹簧夹偏斜进入环形凹槽。
3.如权利要求1所述的连接器，其中弹簧夹螺母是聚合材料。
4.如权利要求1所述的连接器，其中环形凹槽向弹簧夹的电缆端延伸。
5.一种用于环形波纹状实心外导体同轴电缆的电连接器，具有接口端和电缆端，，该电连接器包括：
完整的主体，其具有围绕主体孔的电缆端的内径螺纹；该主体孔具有在有角度的环形扩口座和止挡前缘之间形成的环形外导体凹槽，该止挡前缘从内径螺纹的接口端向内突出；
该环形外导体凹槽向电缆端开口；以及
弹簧夹螺母，其具有可螺纹连接到内径螺纹上的外径螺纹；
该弹簧夹螺母具有螺母孔，该螺母孔形成接收外导体和围绕螺母孔外围的多个弹簧夹所需的尺寸，该弹簧夹向接口端延伸；
该弹簧夹在接口端具有向内突出的垫圈；
该弹簧夹的接口端偏斜进入位于弹簧夹和内径螺纹之间并且向接口端开口的环形凹槽，直到内径螺纹沿着外径螺纹被推进并且止挡前缘与弹簧夹的接口端重叠。
6.如权利要求5所述的连接器，其中多个弹簧夹是四个或更少。
7.如权利要求5所述的连接器，其中环形凹槽向弹簧夹的电缆端延伸。
8.如权利要求5所述的连接器，其中外径螺纹的接口端处于接近弹簧夹螺母的接口端的位置。
9.如权利要求8所述的连接器，其中外径螺纹的接口端处于接近向内突出的垫圈(一个或多个)的纵向位置。
10.一种制造环形波纹状实心外导体同轴电缆电连接器的方法，该电连接器具有接口端和电缆端，该方法包括以下步骤：
形成主体；
由聚合材料形成完整的弹簧夹螺母；
该弹簧夹螺母具有螺母孔，该螺母孔形成接收外导体从中穿过所需的尺寸；
沿着螺母孔的接口端的外围形成具有多个弹簧夹的弹簧夹螺母，该弹簧夹螺母朝向接口端突出，弹簧夹在接口端具有向内突出的垫圈；
形成具有位于弹簧夹和弹簧夹螺母的外径之间并且向接口端开口的环形凹槽的弹簧夹螺母，；以及
通过螺纹将弹簧夹螺母的接口端连接到主体的电缆端。
11.如权利要求10所述的方法，其中弹簧夹螺母通过注射成型形成。
12.如权利要求10所述的方法，其中聚合材料是聚对苯二甲酸丁二醇酯。
13.如权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤：
形成具有主体孔的主体，该主体孔具有朝向电缆端的完整的有角度的环形扩口座；
该扩口座与止挡前缘相邻，当弹簧夹螺母和主体的连接朝向主体推进弹簧夹螺母并且止挡前缘和弹簧夹的接口端重叠时，该止挡前缘向内突出接近弹簧夹的外径以防止弹簧夹偏斜进入环形凹槽。
14.如权利要求10所述的方法，其中形成具有与弹簧夹的电缆端相对应的深度的环形凹槽。
15.如权利要求10所述的方法，其中弹簧夹的数量是四个或更少。
16.一种用于制造具有接口端和电缆端的弹簧夹螺母的方法，该方法包括以下步骤：
由聚合材料形成弹簧夹螺母；
弹簧夹螺母具有从其中穿过的螺母孔；
围绕螺母孔的接口端的外围形成具有多个弹簧夹的弹簧夹螺母，弹簧夹螺母朝向接口端突出，弹簧夹在接口端具有向内突出的垫圈；
形成具有位于弹簧夹和弹簧夹螺母的外径之间并且向接口端开口的环形凹槽的弹簧夹螺母。
17.如权利要求16所述的方法，其中弹簧夹螺母通过注射成型来形成。
18.如权利要求16所述的方法，其中在外径的接口端处形成螺纹。
19.如权利要求18所述的方法，其中螺纹延伸到接近向内突出的垫圈的纵向位置。
20.如权利要求16所述的方法，弹簧夹的数量是四个或更少。
21.如权利要求5所述的连接器，进一步包括通过绝缘体同轴地支撑在接口的孔中的中心销，该中心销在电缆端具有弹簧筐形件。
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