CN102132461B - 硬线同轴电缆连接器 - Google Patents

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Abstract

硬线同轴电缆连接器包括本体子组件、支承螺母子组件和设置在支承螺母子组件的可变形箍。支承螺母子组件相对于本体子组件和插入其中的同轴电缆可转动。支承螺母子组件朝向本体子组件的轴向前进致使箍径向向内变形。

Description

硬线同轴电缆连接器
发明背景
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年7月23提交的美国临时申请序列号第61/082,964的优先权权益，题为“硬线同轴电缆连接器”，该申请内容作为根据且其全部以参见的方式纳入本文。
发明领域
本发明总体涉及同轴电缆连接器，且尤其涉及与硬线同轴电缆一起使用的连接器。
技术背景
硬线同轴电缆通常具有实心中心导体，实心中心导体由塑料或其它电介质材料包围并封装入导电的实心外导体内，导电的实心外导体可由外绝缘护套包围。在应用中，电缆的每端可由连接器终结，连接器用于电气地和机械地接合电缆导体以连通经过其传送的信号并用于将外导体抓持以物理地固定电缆并防止在正常运行过程中分离。
历史上，用于硬线同轴电缆的连接器已经设计成以在以后如果需要时可从电缆移除的方式抓持电缆。这种特征通常已知为“重复使用性”。具有该功能的连接器通常由相对大数量(例如，除了O形环外，12或13个部件)的部件构成，相对昂贵，且当需要从电缆外导体释放时，会有多次失败。
本领域的技术不断推进，已大致倾向于低成本设计以及诸如重复使用性等方面的挑战。具体来说，已经确定，对于连接器，相对于可重复使用，较佳的是“可重复进入(re-enterable)”。为了可重复进入，连接器必须能够安装在电缆上并进一步能用装置或设备的部分端接或终止，且在以后的时间里，能通过拆开连接器而触及设备。不必为了可重复进入而将连接器从电缆移除。
发明内容
本发明的一个方面包括用于将同轴电缆联接到设备端口的硬线同轴电缆连接器，同轴电缆具有中心导体、绝缘层以及外导体。所述硬线连接器包括本体子组件，本体子组件具有第一端和第二端，第一端适于连接到设备端口，且第二端具有内螺纹或外螺纹。连接器还包括可拆卸支承螺母子组件，可拆卸支承螺母子组件具有第一端、第二端以及内表面，第一端具有与本体子组件的第二端上的内螺纹或外螺纹配合的螺纹，且第二端适于接纳同轴电缆的已制备端。此外，连接器包括可变形箍，可变形箍设置在支承螺母子组件内。支承螺母子组件相对于插入其中的同轴电缆可转动。支承螺母子组件的内表面包括锥形部分，锥形部分从在锥形部分和支承螺母子组件的第一端之间的第一直径减少到在锥形部分和支承螺母子组件的第二端之间的第二直径，这样，由于本体子组件的内螺纹或外螺纹与支承螺母子组件的螺纹配合并相对于本体子组件转动支承螺母子组件，当支承螺母子组件朝向本体子组件轴向前进时，锥形部分接触可变形箍并致使箍的至少一部分径向向内变形。
在另一方面中，本发明包括用于将硬线同轴电缆联接到设备端口的方法，硬线同轴电缆具有中心导体、绝缘层以及外导体。该方法包括提供硬线同轴电缆连接器，硬线同轴电缆连接器包括本体子组件，本体子组件具有第一端和第二端，第一端适于连接到设备端口，且第二端具有内螺纹或外螺纹。硬线同轴电缆连接器还包括可拆卸的支承螺母子组件，可拆卸的支承螺母子组件具有第一端、第二端以及内表面，第一端具有与本体子组件的第二端上的内螺纹或外螺纹配合的螺纹，且第二端适于接纳同轴电缆的已制备端。此外，硬线同轴电缆连接器包括可变形箍，可变形箍设置在支承螺母子组件内。接下来，该方法包括将本体子组件的第一端连接到设备端口并将同轴电缆的已制备端插入可拆卸的支承螺母子组件的第二端。该方法还包括相对于同轴电缆和本体子组件转动支承螺母子组件，使得由于本体子组件的内螺纹或外螺纹与支承螺母子组件的螺纹配合，支承螺母子组件朝向本体子组件轴向前进。支承螺母子组件的内表面包括锥形部分，锥形部分从在锥形部分和支承螺母子组件的第一端之间的第一直径减少到在锥形部分和支承螺母子组件的第二端之间的第二直径，使得当支承螺母子组件朝向所述本体子组件轴向前进时，锥形部分接触可变形箍并致使箍的至少一部分径向向内变形抵靠同轴电缆的外导体，从而在箍和外导体之间提供电气和机械的连通。
在另一方面中，本发明还包括用上述的联接方法将硬线同轴电缆从设备端口脱离，硬线同轴电缆具有中心导体、绝缘层以及外导体。脱离的方法包括通过相对于同轴电缆和本体子组件转动支承螺母子组件，使得由于本体子组件的内螺纹或外螺纹与支承螺母子组件的螺纹配合而使支承螺母子组件远离本体子组件轴向前进，从而将支承螺母子组件从本体子组件脱离。当支承螺母子组件从本体子组件分离时，保持所述箍和所述外导体之间的电气和机械的连通。
将在以下详细描述中阐述本发明的附加特征和优点，这些特征和优点在某种程度上对于本领域的技术人员来说根据该描述将是显而易见的，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图的本文所述的本发明可认识到。
应当理解的是，以上一般描述和以下详细描述两者给出本发明的实施例，并且它们旨在提供用于理解所要求保护的本发明的本质和特性的概观或框架。所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解，且被结合到本说明书中并构成其一部分。附图示出本发明的各个实施例，并与本描述一起用于说明本发明的原理和操作。
附图说明
图1是本文所揭示的连接器的一较佳实施例的沿中心线的侧剖切图，包括本体子组件和支承螺母子组件，以准备用于安装到已制备的同轴电缆上的“当装好时(as shipped)”的状态示出；
图2是沿硬线同轴电缆的已制备端的中心线的侧剖切图；
图3是本文所揭示的连接器的一较佳实施例的沿中心线的侧剖切图，包括本体子组件和支承螺母子组件，以部分地安装好的状态示出；
图4是本文所揭示的连接器的一较佳实施例的沿中心线的侧剖切图，包括本体子组件和支承螺母子组件，以完全安装好的状态示出；
图5是本文所揭示的连接器的一较佳实施例的沿中心线的侧剖切图，包括本体子组件和支承螺母子组件，以完全安装好并且然后分离的状态示出；
图6A和6B是涉及套管捕获的可选实施例的沿中心线的侧剖切图；
图7是本文所揭示的连接器的可选实施例的沿中心线的侧剖切图，其中在夹紧机构上施加较大压力，在电缆外导体和套管内形成局部环形凹陷；
图8是本文所揭示的连接器的替代实施例的沿中心线的侧剖切图，包括本体子组件和支承螺母子组件，其中本体子组件的第二端包括内螺纹而支承螺母子组件的第一端包括外螺纹，并以未安装、相互分离的状态示出；
图9是本文所揭示的连接器的另一替代实施例的沿中心线的侧剖切图，包括本体子组件和支承螺母子组件，其中本体子组件包括用于关闭或致动连接器中心接触机构的替代方法；
图10是本文所揭示的连接器的另一替代实施例的沿中心线的侧剖切图，包括本体子组件和支承螺母子组件，其中本体子组件包括用于关闭或致动连接器中心接触机构的另一替代方法；
图11是较佳实施例的沿中心线的局部侧剖切图，以连接器的未配合的状态示出抗转动特征；以及
图12是较佳实施例的沿中心线的局部侧剖切图，以连接器的部分地配合的状态示出抗转动特征。
具体实施方式
现在将具体参考本发明的优选实施方式，其示例在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。
参照图1，连接器100包括本体子组件200和支承螺母子组件300。本体子组件200包括本体215，本体215由较佳地诸如铝的金属的导电材料制成并具有第一端225和第二端235，第一端225适于连接到设备端口(见图3)，第二端235具有外螺纹240。本体215较佳地是大致圆筒形、单体件并较佳地具有径向向外延伸区域255，区域255具有允许本体子组件200能够使用诸如扳手的标准工具来附连到设备端口并紧固在设备端口上的外部构造(诸如六角形构造)。本体子组件200较佳地容纳销205，销205由较佳地诸如镀锡黄铜的金属的导电材料制成。销205具有前端260和后端265，前端260用于连接到设备端口，后端具有插座接触件245，插座接触件245用于接纳同轴电缆的中心导体。插座接触件245较佳地包括多个悬臂叉250。本体子组件200还较佳地容纳绝缘体210和致动器220，绝缘体210较佳地由诸如聚碳酸酯的塑料的非导电材料制成，致动器220较佳地由诸如聚酰亚胺热塑树脂的塑料的非导电材料制成，例如还称为Ultem
Figure BPA00001325046800051
的非结晶的聚醚酰亚胺。本体子组件200可选地包括O形环270和/或275。
支承螺母子组件300包括支承螺母325，支承螺母325较佳地由诸如铝的金属的导电材料制成，支承螺母325具有第一端330和第二端335，第一端330具有适于配合外螺纹240的内螺纹340，第二端335适于接纳同轴电缆的已制备端(见图3)。支承螺母325的内表面包括锥形部分350，锥形部分350的直径从锥形部分350和支承螺母子组件300的第一端330之间的第一直径D1减少到锥形部分350和支承螺母子组件300的第二端335之间的第二直径D2。支承螺母325较佳地是大致圆筒形、单体件并较佳地具有径向向外延伸区域345，区域345具有允许支承螺母子组件300能够使用诸如扳手的标准工具来附连到本体子组件200并紧固在本体子组件上的外部构造(诸如六角形构造)。支承螺母子组件300容纳可变形的箍310，箍310较佳地由诸如铝或镀锡黄铜的金属的导电且可延展材料制成。箍310较佳地具有小于第一直径D1并大于第二直径D2的外直径。箍310的内径可选地具有沟槽和突脊以增强对同轴电缆的外导体的抓持。支承螺母子组件300还较佳地容纳套管315，套管315较佳地较佳地由诸如铝的金属的导电材料制成。替代地，套管315可由塑料材料制成。套管315较佳地是大致圆筒形单体件并较佳地具有直径加大的前端355和直径减小的后端360，其中后端360的外直径小于第二直径D2，从而有一个环形间隙365在后端360的外直径和第二直径D2之间延伸。后端360的外直径还较佳地小于箍310的内直径，使得环形间隙365还在后端360的外直径和箍310的内直径之间延伸。支承螺母子组件300可选地包括保持环320。
转到图2，其中示出硬线同轴电缆的已制备端。同轴电缆1000包括中心导体1005、外导体1010以及绝缘层1015，中心导体1005较佳地由诸如黄铜包铝的金属的导电材料制成，外导体1010较佳地由诸如铝的金属的导电材料制成，绝缘层1015较佳地由泡沫状的聚丙烯塑料的非导电材料制成。
图3示出其中支承螺母子组件300从本体子组件200分离的实施例，其中本体子组件200的第一端225已经附连到设备端口500且同轴电缆的已制备端1000已经插入支承螺母子组件300的第二端335。例如，在较佳实施例中，连接器100装入图1所示的构造中，之后，安装者将支承螺母子组件300从本体子组件200分离。接下来，安装者将本体子组件200的第一端225附连到设备端口500并将同轴电缆1000的已制备端插入支承螺母子组件300的第二端335。较佳地，支承螺母子组件容纳套管315，使得同轴电缆1000的外导体1010插入套管315的后端360和第二直径D2之间以及套管315的后端360和箍310的内直径之间的环形间隙365。此时，容纳同轴电缆1000的已制备端的支承螺母子组件300准备重新附连到本体子组件200。
图4示出连接器100，其中支承螺母子组件300已经完全安装并紧固在本体子组件200上。包括支承螺母325的支承螺母子组件300可同时相对于本体子组件200和插入其内的同轴电缆1000转动。由于本体子组件200的外螺纹240与支承螺母子组件300的内螺纹配合并相对于本体子组件200和同轴电缆1000转动支承螺母子组件300，当支承螺母子组件300朝向本体子组件200轴向前进时，锥形部分350接触可变形箍310并使得箍310的至少一部分径向向内变形，如图4所示。随着箍310径向向内变形抵靠同轴电缆1000的外导体1010，在箍310和外导体1010之间建立抓持和密封关系，从而提供了箍310和外导体1010之间的电气的和机械的连通。支承螺母子组件300较佳地容纳套管315，从而当箍径向向内变形抵靠外导体1010时，插入套管315的后端360的外直径和箍310的内直径之间的外导体1010的至少一部分夹紧在套管315和箍310之间，如图4所示。同时，中心导体1005接纳在插座接触件245内，且在较佳实施例中，套管315朝向致动器220的轴向前进致使致动器220驱动悬臂叉250径向向内抵靠中心导体1005。
图5示出呈可重进入状态的连接器100，其中支承螺母子组件300已经从本体子组件200分离且本体子组件保持安装在设备端口500内。通过相对于同轴电缆1000和本体子组件200转动支承螺母325，使得由于本体子组件200的外螺纹240和支承螺母子组件300的内螺纹340的配合而使支承螺母子组件300沿远离本体子组件200的轴向前进，从而将支承螺母子组件300从本体子组件200分离。在支承螺母子组件300从本体子组件200分离的过程中及分离之后，箍310保持径向向内变形抵靠外导体1010，如图5所示。同样，在支承螺母子组件300从本体子组件200分离时，箍310和外导体1010之间的电气和机械的连通被保持。此外，支承螺母子组件300较佳地容纳套管315，使得在支持螺母子组件300从本体子组件200分离时，保持外导体1010的在套管315和箍310之间的至少一部分(或者说是套管315和箍310之间被夹紧区域的至少一部分)被夹紧。分离时，支承螺母325保持绕电缆1000可转动地约束并在重新安装到本体子组件200时抵靠箍310重新复位。
在较佳实施例中，箍310围绕外导体1010永久地变形且支承螺母子组件300可重复附连到本体子组件200和从本体子组件200分离，同时还保持箍310和外导体1010之间的电气和机械的连通和环境密封。此外，支承螺母子组件300较佳地容纳套管315且支承螺母子组件300可重复地附连到本体子组件200和从本体子组件200分离，同时还保持外导体的在套管315和箍310之间的至少一部分的夹紧。因此，可以保持外导体1010与箍310和套管315之间的电气和机械的连通，从而使套管作为同轴外导体。然后，外导体路径可通过套管315继续到本体215(参见，例如图4，其中示出套管前端355和本体215之间的电气和机械的连通)并经过其到设备端口500。
图6A和6B示出可选的支承螺母约束方法。在图6A中，通过将套管315螺旋拧进支承螺母325直到套管315的螺纹部分已经沿支承螺母325的第二端335的方向移到超过支承螺母325的内螺纹340，使得套管315轴向保持在支承螺母325内。一旦到该位置，套管315就被约束在支承螺母325内，只允许有限的轴向和径向移动。相应螺纹的重配合是困难的而且不太可能发生，这样就将套管315约束在支承螺母325内。在图6B中，示出了部件装配的替代方式，其中部件不相对于彼此保持，并允许作为仅在最终装配到电缆时并列放置的单个部件移动。
图7是沿可选实施例的中心线的侧剖切图，其中在夹紧机构上施加较大压力，有意地在外导体1010和套管315形成局部环形凹陷。在该构造中，箍310被锥形部分350以足够的压力周向地压缩，致使外导体1010和套管315的局部环形凹陷。因此，可通过由径向变形产生的相对复杂路径来提高对射频干涉泄露的阻力，并可改善外导体保持力特性。由局部环形凹陷导致的阻抗匹配差异可通过引入内台阶的特征或套管前端355内的孔(未示出)而得到电气的补偿，且可由此得到诸如改善的回程损耗和减少的射频干涉(辐射信号)的出色的电气性能特征。
图8是本文所揭示的连接器的替代实施例的沿中心线的侧剖切图，包括本体子组件200和支承螺母子组件300，其中本体子组件200的第二端235包括内螺纹240A而支承螺母子组件300的第一端330包括外螺纹330A。支承螺母子组件还可选地包括O形环275A。
图9是本文所揭示的连接器的另一替代实施例的沿中心线的侧剖切图，包括本体子组件200和支承螺母子组件300，其中本体子组件200包括用于关闭或致动连接器中心接触机构的替代方法。同轴电缆中心导体1005接纳在插座接触件245内。套管315朝向可选实施例致动器220A的轴向前进致使致动器220A在本体子组件200内驱动向前。致动器220A的向前移动致使接触件245的斜角部分220B驱动悬臂叉250径向向内抵靠中心导体1005。
图10是本文所揭示的连接器的另一替代实施例的沿中心线的侧剖切图，包括本体子组件200和支承螺母子组件300，其中本体子组件200包括用于关闭或致动连接器中心接触机构的又一替代方法。同轴电缆中心导体1005接纳在插座接触件245内。套管315朝向可选实施例致动器220B的轴向前进致使致动器220B在本体子组件200内线性地且径向地抵靠狭槽绝缘件210A驱动向前。致动器220B的向前移动又致使狭槽绝缘件210A的斜角部分驱动接触件245的悬臂叉250径向向内抵靠中心导体1005。
图11是较佳实施例的沿中心线的局部侧剖切图，以连接器的未匹配状态示出抗转动特征(图11中，为清楚起见，未示出致动器220)。套管315包括圆锥滚花部分380，而本体215包括相应之滚花的、浮雕的或凹进的部分280。
图12是呈部分配合状态的图11的连接器的沿中心线的局部侧剖切图，其中套管315的圆锥滚花部分380配合本体215的凹进部分280，类似于轴上的公和母花键，在紧固过程中，提供了抵抗由支承螺母325、箍310和电缆外导体1010施加的转动力。
对本领域的技术人员显而易见的是，可在不背离本发明的精神和范围的情况下对本发明作出各种修改和变化。因而，本发明旨在涵盖本发明的所有这些修改和变化，只要它们落在所附权利要求书及其等价技术方案的范围中即可。

Claims (3)

1.一种用于将同轴电缆联接到设备端口的硬线同轴电缆连接器，所述同轴电缆具有中心导体、绝缘层以及外导体，所述连接器包括：
本体子组件，所述本体子组件具有第一端和第二端，所述第一端适于连接到设备端口，且所述第二端具有内螺纹或外螺纹；
可拆卸的支承螺母子组件，所述可拆卸的支承螺母子组件具有第一端、第二端以及内表面，所述第一端具有与所述本体子组件的所述第二端上的所述内螺纹或外螺纹配合的螺纹，且所述第二端适于接纳同轴电缆的已制备端；以及
可变形箍，所述可变形箍设置在所述支承螺母子组件内；
其中，所述支承螺母子组件相对于插入其中的同轴电缆可转动，且所述支承螺母子组件的所述内表面包括锥形部分，所述锥形部分从在所述锥形部分和所述支承螺母子组件的所述第一端之间的第一直径减少到在所述锥形部分和所述支承螺母子组件的第二端之间的第二直径，这样，由于所述本体子组件的所述内螺纹或外螺纹与所述支承螺母子组件的所述螺纹配合并相对于所述本体子组件转动所述支承螺母子组件，当所述支承螺母子组件朝向所述本体子组件轴向前进时，所述锥形部分接触所述可变形箍并致使所述箍的至少一部分径向向内变形，
其中，所述箍适于径向向内变形抵靠同轴电缆的外导体，从而在所述箍和所述外导体之间提供电气和机械的连通，所述同轴电缆的外导体插入所述支承螺母子组件的所述第二端，
其中，当所述支承螺母子组件从所述本体子组件分离时，保持所述箍和所述外导体之间的所述电气和机械的连通。
2.如权利要求1所述的硬线同轴电缆连接器，其特征在于，所述连接器还包括套管，所述套管设置在所述支承螺母子组件内。
3.如权利要求2所述的硬线同轴电缆连接器，其特征在于，所述同轴电缆的外导体插入所述支承螺母子组件的所述第二端，所述外导体的至少一部分插入在所述套管的外直径和所述箍的内直径之间，使得当所述箍径向向内变形抵靠所述外导体时，所述外导体的至少一部分夹紧在所述套管和所述箍之间。
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