CN102640359A - 自规准插入耦合同轴连接器 - Google Patents
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Abstract
一种用于具有直径可变的外导体的同轴电缆的自规准的电连接器设有接合到具有孔的连接器主体的夹持环。机械抓持部位和电接触件保持在孔内。机械抓持部位和电接触件在外导体插入孔中时接合外导体。机械抓持部位与外导体的外径成比例地径向移位。电接触件与机械抓持部位的径向移位成比例地径向移位。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是Jeffrey Paynter和AI Cox于2009年11月2日提交的当前未决的名称为“Insertion Coupling Coaxial Connector”的共有美国实用新型申请No.12/611095的部分继续申请,该美国实用新型申请No.12/611095通过引用整体包含在此,且是Jeffrey Paynter和AI Cox于2008年11月5日提交的当前未决的名称为“Insertion Coupling Coaxial Connector”的共有美国实用新型申请No.12/264932的部分继续申请,该美国实用新型申请No.12/264932通过引用整体包含在此。
技术领域
本发明涉及电缆连接器。更特别地,本发明涉及一种能够规准以用于连接到同轴电缆的同轴电缆连接器,所述同轴电缆具有范围扩大的外导体直径。
背景技术
同轴电缆连接器用于例如要求高水平的精度和高的可靠性的通信系统中。
为了在电缆和连接器之间产生牢固的机械和优化的电互连,期望在同轴电缆外导体的前边缘和连接器主体之间具有大致均匀的圆周接触。外导体的扩口端可以经由耦合螺母夹在连接器主体的环形的楔形表面上。该技术的代表是1998年8月18日授权给Harwath的共有的美国专利No.5795188。
US 5795188的金属主体和耦合螺母之间的设备螺纹耦合表面以及类似配置的现有技术的同轴连接器明显增大需要的制造成本和安装时间。另一缺点是对连接器拆卸的要求,将后主体在电缆端上滑动,然后执行精确的电缆端扩口操作,在螺纹连接过程中其保持电缆在连接器主体内。进一步地,在最后的螺纹连接步骤和/或增加额外的连接器元件中必须小心,以免在外导体的扩口端部分夹持在主体和耦合螺母之间以在外导体和同轴电缆之间形成牢固的电连接时损坏外导体的扩口端部分。
现有技术中还已知替代的同轴连接器解决方案,其利用抓持和/或支撑元件,连接器主体然后围绕该抓持和/或支撑元件径向卷曲和/或轴向压缩以固定同轴电缆的外导体和连接器之间的机电互连。卷曲和/或压缩的连接取决于每种情形下安装者施加的特定力水平会受制于不定的质量。在用于非实心外导体同轴电缆的连接器中通用的增加来防止插入在外导体的内径部内的外导体的坍缩的支撑表面在信号路径中引入了使得电性能降级的阻抗间断性。进一步地,卷曲和/或压缩对于更大直径的同轴电缆变得不实际,因为增大的直径、侧壁厚度和/或所需的相应连接器/后部主体的移动使得所需的力增大到超过传统的卷曲/压缩手动工具能够实现的水平。
同轴电缆连接器市场中的竞争已经集中注意力在提高电气性能并最小化总成本,包括材料成本,对安装人员的培训要求,减少专门的安装工具和需要的安装步骤和/或操作的总量。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种克服了现有技术中的不足的同轴连接器。
附图说明
结合到说明书中并作为说明书一部分的附图示出本发明的实施例,其中在附图中相同的附图标记表示相同的特征或者元件,并且不会在它们所在的每个附图中详细描述,附图与上面给出的本发明的总体描述一起,以及下面给出的实施例的详细描述,用以解释本发明的原理。
图1是在夹持环前行之前的电连接器的一个示例性实施例的示意性剖切侧视图,其上插入有同轴电缆。
图2a是图1的电连接器的示意性放大剖切侧视图。
图2b是与图1类似的电连接器的示意性放大剖切侧视图,其上安装有最小直径的同轴电缆。
图2c是与图1类似的电连接器的示意性放大剖切侧视图,其上安装有最大直径的同轴电缆。
图3是图1的电连接器的示意性剖切侧视图,其中,插入有额定直径的同轴电缆,且夹持环使规准套筒向着连接器端纵向前行。
图4是图3的电连接器的示意性放大剖切侧视图。
图5是电连接器的另一示例性实施例的示意性剖切侧视图,其上插入有额定直径的同轴电缆,且夹持环向着连接器端纵向前行。
图6是图5的电连接器的示意性放大剖切侧视图。
图7是电连接器的另一示例性实施例的示意性剖切侧视图,其上插入有额定直径的同轴电缆,且夹持环向着连接器端纵向前行。
图8是图7的电连接器的示意性放大剖切侧视图。
图9是电连接器的另一示例性实施例的示意性剖切侧视图,其上插入有额定直径的同轴电缆,且夹持环向着连接器端纵向前行。
图10是图9的电连接器的示意性放大剖切侧视图。
图11是图10的电连接器的抓持环的示意性斜视等轴测视图。
图12是电连接器的另一示例性实施例的示意性剖切侧视图,其上插入有额定直径的同轴电缆,且夹持环向着连接器端纵向前行。
图13是图12的电连接器的示意性放大剖切侧视图。
具体实施方式
本发明人已经分析可用的实心外导体同轴连接器并认识到螺纹一体连接、手动扩口安装工序和卷曲/压缩同轴连接器设计的缺点。例如本发明人共有的于2008年11月5日提交的通过引用整体包含在此的当前未决的名称为“Insertion Coupling Coaxial Connector”的美国实用新型申请No.12/264932中公开的插入耦合同轴连接器包含对同轴连接器技术的多项明显改进,从而在外导体端夹持连接器到电缆端互连的过程中不再需要对外导体进行手动扩口和/或使用高的力矩将耦合螺母旋拧到连接器主体中。类似地,在本发明人共有的于2009年11月2日提交的通过引用整体包含在此的当前未决的名称为“Insertion Coupling Coaxial Connector”的美国实用新型申请No.12/611095中公开了对插入耦合同轴连接器的多项改进。
本领域的技术人员可以理解,同轴电缆的外径可以变化。例如,由一个制造商制造的同轴电缆的外径可能与由另一个制造商制造的同轴电缆的外径不同。本发明人对现有的插入耦合同轴连接器的电性能的分析已经认识到,同轴电缆的外导体的直径的变化可负面地影响经由螺旋卷簧外导体电接触件与外导体之间的接触而形成的电互连的品质。
如图1-4中的第一示例性实施例所示,插入耦合型同轴连接器6具有带连接器主体孔16的连接器主体10。位于连接器主体孔16内的绝缘体7支撑与连接器主体孔16同轴的内接触件9。同轴连接器6经由位于抓持环19的内径部上的抓持表面18提供的机械抓持作用保持插入到连接器主体孔16的电缆端14中的同轴电缆2的外导体4,所述抓持表面18通过抓持环19与楔形表面30之间的相互作用而被径向向内驱动。位于连接器主体孔16内的电接触件20,在此被示为螺旋卷簧,在外导体4的端部附近形成与外导体4的圆周接触,从而跨过连接器主体10电耦合外导体4到连接器端12上的连接器接口21。
连接器接口21可以是任何期望的标准的或者专用的接口。
本领域的技术人员可以理解,电缆端14和连接器端12是在此用于表明同轴连接器6的各个元件之间的纵向位置和接触相互关系的表述。除了沿着同轴连接器纵向轴线相对于相邻元件表明的位置之外,每个个体元件均具有电缆端侧和连接器端侧,也就是各个元件的面对同轴连接器6的各自的电缆端14和连接器端12的一侧。
抓持环19可以保持在连接器主体孔16内,例如,位于抓持环凹槽27内。为了易于抓持环19的安装(以及在此下面描述的其它元件,如果有的话)和/或提高抓持环19对外导体4的抓持特征,抓持环凹槽27可以这样形成:电缆端抓持环凹槽侧壁和/或底部是例如经由螺纹23连接到连接器主体10的夹持环8的表面。
夹持环8可通过保持特征29保持在连接器主体10上,该保持特征29例如是设置在夹持环8的外径部上的咬合倒钩35与设置在连接器主体孔5的内径部上的一个或多个相应的环形咬合凹槽33之间的互锁,如最好地在例如图1中示出的。替代性地,咬合凹槽33的位置和相应的咬合倒钩35的位置可以互换。
最好如图2、4、6、8、10和13中所示,夹持环8的环状楔形表面30在连接器端侧的最大直径部与电缆端侧的最小直径部之间具有锥面。抓持环19的外径部接触楔形表面30,从而通过沿着楔形表面30向着电缆端15行进而被径向向内驱动。
当楔形表面30轴向横移时和/或遇到同轴电缆外导体4的直径的任何制造误差时的抓持环19的扩展/收缩的可变直径特性需要沿着抓持环19的圆周具有间隙。间隙的宽度可基于抓持环19期望提供的最大和最小直径之差选择。
抓持环19的抓持表面18经由位于电缆端侧的倾斜面和位于多个环形或螺旋形凸出部的连接器端侧的止停面而具有方向性偏压,使得在张紧时向着电缆端14接合和抓持外导体4的外径部表面,同时允许外导体4在当向着连接器端12移动时滑动通过抓持表面18。
抓持环19具有在抓持环凹槽27内的某一纵向运动范围。当抓持环19沿着楔形表面30向着连接器端12移动时,例如当外导体4的前边缘从电缆端15插入到连接器主体孔16中并接触倾斜抓持表面18时,抓持环19将展开以允许外导体4通过,或者还将开始向着连接器端12在抓持环凹槽27内纵向运动。由于楔形表面30成锥形,因此,当抓持环19向着连接器端12运动时,抓持环凹槽27相对于抓持环19的深度增大。从而,抓持环19可以径向向外扩展以使得外导体4能够通过抓持环19并向着连接器端12通过。相反,一旦扩展,抓持环19向着其松弛状态向内的偏压在抓持表面18和外导体4的外径部表面之间产生抓持接合。如果张力施加在连接器主体3和同轴电缆2之间以向着电缆端14拉外导体4,抓持环19抵靠着锥状楔形表面30被驱动,逐渐减小抓持环凹槽27的深度,从而径向向内驱动抓持环19并且随着抓持表面18被驱动到外导体4的外径部表面中而进一步增大抓持接合作用。替代性地,当夹持环8经由螺纹23旋拧到连接器主体10中时,楔形表面30的侧向位置向着连接器端12逐渐移动,最终将抓持环19抵靠在楔形表面30上驱动而使得具有相同的抓持接合结果。
抓持环凹槽连接器端侧壁的侧向位置、电接触件20的尺寸以及抓持环凹槽27中存在的任何偏置件或间隔器的尺寸可被选择成允许某一行进范围,其中,最终的抓持环径向向内运动/相对于外导体直径的期望范围的直径被构造成使抓持表面18牢固地接合外导体4,但是抓持环不会径向向内运动而导致外导体4径向向内塌陷超过允许水平。
本领域的技术人员可以理解,在正常范围内的加装力下,例如安装人员用手将夹持环8旋拧到连接器主体10中,抓持环19沿着楔形表面30的最终侧向位置与外导体4的直径有关。例如,图2a示出了在夹持环8行进之前的初始位置,图2b和2c分别示出了由最小和最大外径的外导体4产生的抓持环19的最终侧向位置。抓持环19的可能的侧向位置的范围(在最小直径位置和最大直径位置之间)、从而与外导体4的外径部接触的抓持环19的最终径向向内位置提供了机械抓持允许的某一范围的外导体4的直径变化。
为了相对于电接触件20提供对外导体直径的适应性,与抓持环19沿着楔形表面30的最终径向向内移位位置成比例,可施加与电接触件20接合的倾斜表面24。
请再参看图1-4,倾斜表面24可例如设置在规准套筒22的连接器端12上,所述规准套筒22定位在夹持环8与电接触件20之间。倾斜表面24具有锥面,所述锥面在连接器端侧具有最大直径,在电缆端侧具有最小直径。当夹持环8旋拧到连接器主体10中时,夹持环8的连接器端12向着连接器端12逐渐驱动规准套筒22,倾斜表面24接合和相对于夹持环8的纵向位置径向向内移动电接触件20,最好如图2b和2c所示。
环形间隔器26可施加在抓持环19与电接触件20之间,以便为电接触件20提供电缆端侧壁,使得当电接触件20径向向内移动时,电接触件20偏压在外导体4上,而不是仅侧向扩展。而且,间隔器26以及连接器主体10和夹持环8可被构造成用于侧向定位电接触件20以及机械抓持部位,例如使得每个均接合外导体4的波纹峰28。
电接触件20具有弹簧/弹性压缩特性,其提供了一种能够防止例如由于同轴连接器6/同轴电缆4的振动和/或热膨胀循环而引起的降级的可靠的电互连。鉴于电接触件20的弹簧/弹性压缩特性,夹持环8的行进可受由楔形表面30驱动的接触外导体4的机械抓持部位的径向向内位置限制。夹持环8向着连接器主体10的侧向行进和/或被插入的同轴电缆2向着电缆端14的试图退回使机械抓持部位径向向内移动第一距离到达与外导体4的外径对应的位置,且还限定了夹持环8的最终位置,这导致电接触件20径向向内移动与机械抓持部位径向移位成比例的第二距离。从而,机械抓持部位和电接触件20可响应于外导体4直径在确定范围内的变化而径向向内移位,以可靠地接合外导体4。
本领域的技术人员可以理解,在楔形表面30和倾斜表面24的锥度是相同的角度的情况下,第一距离和第二距离相等。替代性地,鉴于电接触件20的压缩性,可设置各自锥度,其中,第二距离大于第一距离,从而使得便于初始将同轴电缆插入连接器主体孔16中且增强最终电接触地压缩到与外导体4接触。
在一个替代实施例中,如图5和6所示,倾斜表面24可与夹持环8集成一体,从而不再需要单独的规准套筒22。类似地,抓持环19可设有在期望的位移处接触电接触件20的延伸部31,从而省去间隔器26。
倾斜表面24优选由金属材料形成,以防止在倾斜表面24接触电接触件20的位置处出现划痕和/或聚合物蠕变。为了使得能够由聚合物材料低成本地制造夹持螺母8,金属倾斜预成型件25的电缆端14可利用聚合物材料包覆成型,以便提供由聚合物材料制成的与金属倾斜表面24成一体的夹持环8,例如如图7和8所示。
在另一个实施例中,例如如图9和10所示,倾斜表面24可施加到连接器主体孔16的内径部上,且抓持环19的延伸部31设有定位成托住电接触件20的外径部。当最好如图11所示的抓持环19沿着楔形表面30侧向移动时,抓持环19的连接器端12也沿着倾斜表面24行进。从而,当抓持环19径向向内移动以接合外导体4时,电接触件20也径向向内移动。
在另一个实施例中,如图12和13所示,骑坐表面32可被构造成仅部分托起电接触件20。当抓持环19相对于楔形表面30侧向和径向地向内移动时,电接触件20被骑坐表面32驱动抵靠着倾斜表面24,从而径向向内移动。从而,当抓持环19径向向内移动以接合外导体4时,电接触件20也径向向内移动。
保持唇34可施加到连接器主体孔16侧壁上,以保持抓持环19(或规准套筒22,如果有的话)、从而保持电接触件20,直到夹持环8被安装。
本领域的技术人员可以理解,在可靠地将外导体4保持在连接器主体10内的机械抓持部位以及将外导体4与连接器主体10电互连的电接触件20均可适于某一直径范围内的外导体的情况下,插入耦合同轴连接器6在通用性和/或互换性方面得到了明显改善,使得在修理、升级和/或新安装过程中能够易于更换现有同轴电缆设备,其中,存在来自不同供应源的同轴电缆。
部件列表
2 | 同轴电缆 |
4 | 外导体 |
6 | 同轴连接器 |
7 | 绝缘体 |
8 | 夹持环 |
9 | 内接触件 |
10 | 连接器主体 |
12 | 连接器端 |
14 | 电缆端 |
16 | 连接器主体孔 |
18 | 抓持表面 |
19 | 抓持环 |
20 | 电接触件 |
21 | 连接器接口 |
22 | 规准套筒 |
23 | 螺纹 |
24 | 倾斜表面 |
25 | 倾斜预成型件 |
26 | 间隔器 |
27 | 抓持环凹槽 |
28 | 波纹峰 |
29 | 保持特征 |
30 | 楔形表面 |
31 | 延伸部 |
32 | 骑坐表面 |
33 | 咬合凹槽 |
34 | 保持唇 |
35 | 咬合倒钩 |
在前面的描述中已经涉及到材料、比率、整数或者具有已知的等同物的部件的地方,这样的等同物在此被引入,如同其单独被提出一样。
尽管已经通过对其实施例的描述而示出本发明,并且尽管这些实施例已经描述得相当的详细,但是,本申请人并不意在限制或者以任何方式限制所述权利要求的范围到这样的细节。其它的优点和修改对于本领域技术人员来说将容易地显现。因此,本发明在其更宽的方面并不限于特定细节、代表性的设备、方法以及示出和描述的示例性的例子。相应地,可以从这些细节进行一定的偏离,而部脱离本申请人的总体发明构思的精神或者范围。进一步地,应当认识到,可以对本发明进行改进和/或修改,其并不通过本发明的权利要求所限定的范围或精神。
Claims (22)
1.一种同轴电缆连接器,所述同轴电缆连接器具有连接器端和电缆端,所述电缆端用于与具有实心外导体的同轴电缆接合,所述连接器包括:
设有孔的连接器主体;
接合到连接器主体的电缆端的夹持环;
保持在孔内的抓持环,所述抓持环的内径部设有抓持表面,所述抓持环的外径部靠触在夹持环的楔形表面上;
所述楔形表面在邻近连接器端的最大直径部与邻近电缆端的最小直径部之间设有锥面;
保持在孔内的电接触件;
抓持表面和电接触件的内径部的尺寸使得适于接收从电缆端放入的外导体、且适于与外导体的外径部接合;以及
接合到电接触件的倾斜表面,所述倾斜表面径向向内驱动电接触件。
2.如权利要求1所述的连接器,其特征在于,倾斜表面邻近夹持环的连接器端设置。
3.如权利要求1所述的连接器,其特征在于,倾斜表面是孔的侧壁部分;所述抓持环设有接触电接触件的骑坐表面;以及
抓持环靠触在倾斜表面上。
4.如权利要求1所述的连接器,其特征在于,倾斜表面是孔的侧壁部分;所述抓持环设有接触电接触件的骑坐表面;以及
电接触件靠触在倾斜表面上。
5.如权利要求1所述的连接器,其特征在于,倾斜表面邻近规准套筒的连接器端设置;以及
夹持环的连接器端靠触在规准套筒的电缆端上。
6.如权利要求1所述的连接器,其特征在于,抓持环的连接器端接触电接触件。
7.如权利要求1所述的连接器,其特征在于,夹持环是在电缆端被聚合物材料包覆成型的金属倾斜表面预成型件,所述倾斜表面邻近倾斜表面预成型件的连接器端设置。
8.如权利要求1所述的连接器,其特征在于,楔形表面邻近夹持环的连接器端形成在夹持环的内径部中。
9.如权利要求1所述的连接器,其特征在于,所述连接器还包括位于连接器主体与夹持环之间的螺纹;以及
螺纹可用于使楔形表面向着连接器的连接器端轴向行进。
10.如权利要求1所述的连接器,其特征在于,电接触件是环形螺旋卷簧。
11.如权利要求1所述的连接器,其特征在于,所述连接器还包括在孔内位于电接触件与抓持环之间的环形间隔器。
12.如权利要求11所述的连接器,其特征在于,环形间隔器的纵向尺寸使得电接触件和抓持环分别与外导体的波纹峰对齐。
13.一种同轴连接器,所述同轴连接器具有连接器端和电缆端,所述电缆端用于与具有实心外导体的同轴电缆接合,所述连接器包括:
设有孔的连接器主体;
接合到连接器主体的电缆端的夹持环;
位于孔内的抓持环和螺旋卷簧,所述螺旋卷簧定位在抓持环的电缆端侧;
夹持环向着连接器主体的侧向行进使得将抓持环径向向内驱动了与外导体的外径对应的第一距离以接触外导体,以及将螺旋卷簧径向向内驱动了与第一距离成比例的第二距离以接触外导体。
14.如权利要求13所述的连接器,其特征在于,第一距离与第二距离大致相等。
15.如权利要求13所述的连接器,其特征在于,第一距离小于第二距离。
16.如权利要求13所述的连接器,其特征在于,所述螺旋卷簧接触倾斜表面,所述倾斜表面邻近夹持环与螺旋卷簧之间的规准套筒的连接器端设置。
17.如权利要求13所述的连接器,其特征在于,螺旋卷簧接触设置在夹持环延伸部上的倾斜表面。
18.如权利要求13所述的连接器,其特征在于,所述连接器还包括在孔内位于螺旋卷簧与抓持环之间的环形间隔器;所述环形间隔器的纵向尺寸使得电接触件和机械抓持部位分别与外导体的波纹峰对齐。
19.如权利要求13所述的连接器,其特征在于,所述连接器还包括:抓持环的靠触在夹持环的环状楔形表面上的外径部;
楔形表面在邻近连接器端的最大直径部与邻近电缆端的最小直径部之间设有锥面;
抓持环的设有抓持表面的内径部。
20.一种同轴连接器,所述同轴连接器具有连接器端和电缆端,所述电缆端用于与具有实心外导体的同轴电缆接合,所述连接器包括:
设有连接器主体孔的连接器主体;
接合到连接器主体的电缆端的夹持环;
保持在孔内的抓持环;
抓持环的靠触在夹持环的环状楔形表面上的外径部;
所述楔形表面在邻近连接器端的最大直径部与邻近电缆端的最小直径部之间设有锥面;
抓持环的设有抓持表面的内径部;
保持在连接器主体孔内的螺旋卷簧;
连接器主体孔设有经由抓持环接合到螺旋卷簧的倾斜表面。
21.如权利要求20所述的连接器,其特征在于,螺旋卷簧与倾斜表面的接合经由抓持环的接触螺旋卷簧的骑坐表面进行;且所述抓持环靠触在倾斜表面上。
22.如权利要求20所述的连接器,其特征在于,螺旋卷簧与倾斜表面的接合经由抓持环的接触螺旋卷簧的骑坐表面进行;且所述螺旋卷簧靠触在倾斜表面上。
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