CN101800386A - 双向连接器以及用于电缆系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供双向连接器以及用于电缆系统的方法。公开了一种用于将同轴电缆连接到部件盒的连接器，该连接器适合于接收同轴电缆的中心导体并且使用弹性元件的扣紧力将其牢固地连接到连接器中的中心插针，而不需要使用紧固螺纹件等并且不需要打开部件盒。本发明的连接器还适合于允许将中心导体从中心插针释放出来，而不需要松开螺纹件或者打开部件盒。类似地，连接器还适合于帮助将同轴电缆在另一个方位中连接到连接器，而不需要使用紧固螺纹件等并且不需要打开部件盒。

Description

双向连接器以及用于电缆系统的方法

技术领域

本发明涉及双向连接器以及用于电缆系统的方法。

背景技术

在有线电视系统(CATV)中，通常处于0.1-3GHz的频率范围的音频、视频和数据可以通过同轴网络发送。相同的同轴网络也可以传送通常为50或60Hz的8-15A的交流电，以给诸如干线放大器和其他有源单元供电。无源网络元件(诸如多头分解器)和其他的线单元可以连接到网络的主同轴线。期望无源单元(在整个说明书中也称作无源盒)在使大部分RF信号通过的同时，通过分支口将小部分的信号能量递送给用户。无源盒通常装备有至少一个主线输入、一个主线输出以及多个分支口。

有线电视无源单元通常采用外部壳体或盒，其通常采用具有称作“扣紧螺纹(seizer screw)”的连接机构的两个或多个连接器，以将同轴中心电缆导体连接到无源/有源单元内的部件。扣紧螺纹布置通常使得技术员能够提供以盒的一个方位进入CATV无源/有源盒的同轴电缆的连接(也称作“基座连接”)或者以相对于基座连接大致90度的第二方位进入CATV无源/有源盒的同轴电缆的连接(也称作“天线连接”)。在将同轴电缆连接到盒时或者当改变现有连接使得同轴电缆以其他可能的方位进入盒时，技术员可能必须要改变盒内部的连接器的方位。这通常通过以下步骤完成：移除盒的面板以及带有电子部件的板卡，松开固定中心电缆导体的扣紧螺纹，将同轴电缆拉到连接器外侧，按照需要旋转同轴电缆以接受新的所需要的方位(基座或天线方向)。随着连接器方位的改变，同轴电缆可以被插入连接器的接收孔中，并且为了确保与中心导体的良好接触，可以使用螺丝起子将扣紧螺纹拧紧。螺丝起子可以被插入，以通过未使用的方向(或方位)的盒中的开口与扣螺纹件接触，这通常需要技术员的精确操作以及围绕盒的用于插入螺丝起子的足够的空间，而这在许多情况下可能难以获得。扣紧螺纹紧固布置提供相对差的高频和高电流性能，并且在实践中难以操作，特别是在只存在有限的用于使螺丝起子到达扣紧螺纹的头部的途径以及有限的照明条件的情况下。

附图说明

在说明书的结论部分中特别指出并且清楚地主张了本发明的主题。但是，当阅读附图时，通过参照以下详细的描述，可以最好地理解关于本发明的组织和操作方法，以及本发明的目的、特征以及优点，其中：

图1A和图1B分别是具有根据本发明的实施例的电缆连接器的部件盒的示意性截面侧视图和俯视图；

图2A是根据本发明的实施例的双方位连接器组件和单独的PCB连接器的分解立体图；

图2B是根据本发明的实施例的双方位连接器组件和单独的PCB连接器的立体图；

图2C是按照本发明的实施例组合到一起的双方位连接器组件和单独的PCB连接器的立体图；

图2D和图2E分别是根据本发明的实施例的双方位连接器的示意性局部侧视图和仰视图；

图3A和图3B是根据本发明的实施例，在组装后的视图下并且PCB连接器连接到双方位连接器组件的情况下，双方位连接器组件的示意性侧视截面图和俯视图；

图4A、4B和4C分别是根据本发明的实施例，部件盒的俯视图以及基座/天线连接器区域的放大图。

将会认识到为了图示简单和清楚，在附图中示出的元件不一定成比例绘制。例如，为了清楚而可能将一些元件的尺寸相对于其他元件夸大。此外，在认为合适的情况下，可以在附图之间重复使用附图标记以表示相应的或相似的元件。

具体实施方式

在以下详细描述中，为了提供对于本发明的全面理解，陈述了许多具体的细节。但是，本领域的技术人员应该认识到可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。在其他情况下，没有详细地描述公知的方法、过程和组件，以使其不会使本发明变模糊。

现在参照图1A和图1B，图1A和图1B分别是具有根据本发明的实施例的电缆连接器的部件盒100的示意性截面前视图和俯视图。部件盒100可以是具有根据本发明的一些实施例的双方位连接器布置110、120的多头分解器等。部件盒100可以具有基座输入连接/预备连接170以及相应的天线输入连接/预备连接172。类似地，部件盒100可以具有基座输出连接/预备连接174以及相应的天线输出连接/预备连接176。同轴电缆可以从基座方位连接170或者从天线方位连接172连接到连接器110。根据本发明的示例性实施例，可以通过简单地将电缆从一个连接方位拔出并将其插入另一个连接方位输入来完成在连接方位170与172之间改变，而没有必要移除分解器100的面板180并且没有必要松开并拧紧任何螺纹件(诸如扣紧螺纹)。类似地，同轴电缆可以在基座方位连接174或者在天线方位连接176中连接到连接器120。再一次，可以完成连接方位174与176之间的改变而不用移除分解器160的面板180并且不用松开并拧紧扣紧螺纹。

现在参照图2A、图2B和图2C，其中图2A是双方位连接器组件200和单独的PCB连接器300的分解立体图；图2B为双方位连接器组件200和单独的PCB连接器300的立体图；图2C为按照本发明的实施例组合到一起的双方位连接器组件200和单独的PCB连接器300的立体图。

双方位连接器组件200可以包括机械支撑元件230、环绕中心传导插针250的一部分的绝缘元件240、以及传导扣紧弹性元件260。

根据本发明的一些实施例，机械支撑元件230在组装之后可以容纳整个连接器，并且可以例如通过将双方位连接器组件200连接到部件板卡而将其机械地连接到部件盒100。可以应用适合于部件盒100内部的支撑元件230的其他机械设计。

根据本发明的一些实施例，PCB连接器300可以包括传导外环310和中心连接插针接收器320。传导外环310可以是电传导部分，其在一侧连接到同轴电缆的外侧导体，并在另一侧上连接到部件盒的PCB，由此将同轴电缆的外侧导体电连接到PCB。中心连接插针接收器320可以适合于接收连接器组件200的中心传导插针250的一端，并在具有充足的能够确保足够良好的RF和AC电力传导的连接区域的状态下，将其连接到在PCB上的单独的连接器(未示出)的中心插针。

绝缘元件240可以被成形以容纳传导插针250的较宽部分254的大部分，来将其与相邻的传导元件电绝缘，但是当同轴CATV电缆插入连接器组件200时，允许同轴CATV电缆的中心导体285、286的牢固连接。

扣紧弹性元件260可以适合于在组装之后环绕并保持中心传导插针250的第二端部(图2A中的下端)，使得当同轴电缆的中心导体(诸如中心电缆285、286)由绝缘元件240的半圆柱形凹陷部273、274引导并从其中穿过并进一步穿过中心传导插针250的半圆柱体形凹陷部275、276时，电缆285或286(每次一个)的插入的末端被沿着凹陷部275或276推入扣紧弹性元件260的中心部分之间，并且通过该部分抵着中心传导插针250的下端部而紧紧地被压着，来为了高至3MHz或更高的RF信号和/或高至18A或者更多且240/115伏特的AC电力的低损失传导提供高质量的连接。在公知的机构和方法之一中，同轴电缆的外侧导体机械地并电地连接到连接器组件的外侧连接机构(诸如图4B中的470A或者图4C中的476A)。如图4A所示，双方位连接器区域402和404可以分别包括第二方位外侧连接机构472A和474A。

现在参照图2D和图2E，其分别是根据本发明的实施例的双方位连接器200的示意性的局部侧视图和仰视图。为了清楚地解释装置的构造和作用，在将一些元件画成半透明或全透明的状态下，示出图4D和图4E中的双方位连接器200的局部侧视图和仰视图。中心传导插针250可以在一个端部(图4D中的上端)成形为细管状插针252，并在另一个端部(图2D的下端)成形为较宽的圆柱部分254。中心传导插针250的端部254可以是具有大致为小面圆柱体(small plane cylinder)的形状，其具有形成在其下端部中的两个凹陷部254A和254B，该下端部是与连接到插针252的端部相反的端部。形成在端部元件254中的凹陷部254A和254B是细长的凹陷部，它们彼此成直角穿过元件254的中心从一侧到另一侧延伸经过元件254的外侧面，并且凹陷部254A和254B空间形状为半圆柱形，并被成形以接收具有圆柱形横截面的金属电导体285(诸如同轴电缆的中心导体)并提供中心导体285与中心传导插针250之间的高质量连接。

为了确保导体285与中心传导插针250之间的连接质量同时允许容易地将导体285插入双方位连接器200或从其中抽出，设置了扣紧弹性元件260。扣紧弹性元件260具有中心弹性元件262和数个支持腿部264(如图2A所示)。腿部264(通常为四个)设置在中心元件264的周围，并且可以从中心传导插针250的端部元件254提供倚靠支持。当扣紧弹性元件260安装到中心传导插针250的端部元件254上时，中心弹性元件262被布置为使其表面基本平行于端部元件254的下端的表面，并且腿部264的位置和扣紧元件260的中心元件262距离端部元件254的相邻面的距离使得能够将中心导体285平滑地插入凹陷部254A或254B或者从其中抽出，在中心导体285被插入时，可能也一同需要中心导体285与中心传导插针250之间的良好的电接触。

如图2E所示，中心传导插针250的端部元件254在其下端凹陷出两个凹陷部254A和254B，其中它们的纵向尺寸彼此成直角，同轴电缆的中心电缆可以沿着该纵向尺寸插入并放置。图2E中以虚线示出的扣紧元件260的中心弹性元件262，在其连接到支持腿部264的四个翼部的尺寸和位置允许将电缆285自由地插入中心传导插针250或从其中自由地抽出的同时，可以在电缆285上提供扣紧压力。

现在参照图3A和图3B，图3A和图3B是在组装后的视图下并且在PCB连接器300连接到双方位连接器组件200的情况下，根据本发明的实施例的双方位连接器组件200的示意性侧视截面图和俯视图。将支持元件230、绝缘元件240、中心传导插针250以及传导扣紧弹性元件260示出在组装后的视图中。也示出了半圆柱形凹陷部273和275。同轴电缆的中心电缆395的末端也被示出，以展示在将要被插入双方位连接器组件200时中心电缆末端的位置。

现在参照图4A、图4B和图4C，图4A、图4B和图4C分别是部件盒100在其面板被移除的状态下的俯视图以及其基座/天线双方位连接器区域402和404的放大图。连接器区域402可以包括基座方位型连接470和474以及天线方位型连接472和476。图4B图示了基座方位型连接的连接470的放大图402，并且图4C描绘了天线方位型连接的连接476的放大图404。如通过图4A、图4B和图4C的组合图清楚地示出的，可以容易地将基座方位型连接(诸如由连接470所图示的)改变为天线方位型连接(诸如由连接476所图示的)，而不需要打开部件盒100(为了解释清楚，在图4A中将其面板移除)，也没有必要使用螺丝起子，并且当进行连接时中心导体495、496容易被插入其位置或者当取消连接时容易被抽出。

因此，如附图中清楚地示出以及说明书中的描述，根据本发明的实施例的双方位连接器组件200可以克服现有技术的连接器的弱点，并且提供以下优点：——具有约0到3000MHz的工作带宽，而公知的连接器仅支持0到1000MHz的范围；——在0到3000MHz的工作带宽中，相比于公知的连接器提供更低的损失和更平坦的响应曲线；——在提供低的AC电力降的同时，使得能够使约15A的主线AC电流通过；——消除对于移除无源装置面板的需要(在公知的装置中通常是需要的以选择内部基座或天线口)。通过新的连接器，可以在面板关闭、没有移除的状态下完成这种选择；——消除如公知装置中对于扣紧螺纹机构的需要；——消除如公知装置中为了拧紧扣紧螺纹而使用螺丝起子的需要；——允许本发明的装置被安装到较小的空间中并且不需要如在使用公知装置的情况下用于螺丝起子的途径；——相比于公知的装置的扣紧螺纹布置所需要的时间，可以节省技术员进行安装时的时间；

虽然已经图示并描述了本发明的某些特征，但是本领域的技术人员可以进行许多修改、替换、改变和等同替换。因此，可以认识到权利要求覆盖所有的这种修改和改变，只要它们落在本发明的实际精神的范围内。

Claims (6)

1.一种双方位连接器组件，包括：

中心传导插针，其在第一端部具有成形为细管状插针的第一部分，并且在其第二端部具有成形为较宽圆柱部分的第二部分；

扣紧弹性元件，其至少具有扣紧部分以及数个支持腿部；以及

至少一个绝缘元件，其环绕所述中心传导插针的所述较宽圆柱部分的一部分，

其中，所述中心传导插针的所述较宽圆柱部分具有形成在其外侧面上的两个细长的半圆柱形凹陷部，所述凹陷部彼此成直角地穿过所述外侧面的中心从一侧到另一侧延伸经过所述外侧面，

其中，所述扣紧弹性元件成形为当中心导体沿着所述凹陷部中的一个插入时将相当大的压力提供给所述中心导体。

2.根据权利要求1所述的连接器，还包括与第一连接方位相关的第一外侧连接装置以及与第二连接方位相关的第二外侧连接装置。

3.根据权利要求1所述的连接器，还包括环绕所述中心传导插针的一部分的绝缘元件。

4.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述中心传导插针没有螺纹。

5.一种将同轴电缆连接到部件盒的方法，包括：

从第一和第二可能的方位中选择连接器组件的一个连接方位；

将同轴电缆的中心导体的暴露端部推入半圆柱形凹陷部与所述连接器组件的扣紧弹性元件之间，半圆柱形凹陷部形成在所述连接器组件的中心传导插针的较宽圆柱部分的外侧面中，并且所述扣紧弹性元件将牢固的连接力提供到所述中心导体上；并且

将所述同轴电缆的外侧导体连接到所述连接器组件的外侧连接装置。

6.一种用于不需要打开所述部件盒来改变同轴电缆到部件盒中的连接器组件的连接方位的方法，所述方法包括：

从与所述连接器组件的第一方位连接相关的外侧连接装置释放所述同轴电缆的外侧导体的连接；

将所述同轴电缆从所述连接器组件中拉出，以将所述外侧同轴电缆拉出所述连接器组件并将所述同轴电缆的所述中心导体的暴露端部拉出所述连接器组件；

将所述同轴电缆与所述连接器组件的第二方位连接布置成一直线；

将所述同轴电缆的所述中心导体的所述暴露端部推入半圆柱形凹陷部与所述连接器组件的扣紧弹性元件之间，所述半圆柱形凹陷部形成在所述连接器组件的中心传导插针的较宽圆柱部分的外侧面中，并且所述扣紧弹性元件将牢固的连接力提供到所述中心导体上；并且

以第二方位将所述同轴电缆的外侧导体连接到所述连接器组件的外侧连接装置。

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