CN102714385B - 电路板共轴连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及共轴连接器（1），其包括第一和第二连接器部件（2，3）以及置于它们之间的适配器（4）。第一和第二连接器部件（2，3）具有通过第一衬垫（7）可操作地相互连接的第一内导体（5）和第一外导体（8），其中第一内导体（5）具有第一内部圆柱型接触表面（24）、第一外导体具有第二内部圆柱型接触表面（25）。第一机械可操作连接装置（10）被置于第一内导体（5）的插座区域（17），且在组装状态下与适配器（4）的第二机械可操作连接装置（11）相互配合以形成在轴向方向（z）上有效的机械连接。第一内导体（5）在轴向方向（z）上突出、超出机械可操作连接装置（10，11），使得内部圆柱型接触表面（24）的作用区域可以补偿连接器部件（2，3）相对于适配器（4）的大的轴向偏离（dz）。

Description

电路板共轴连接器
技术领域
本发明属于用于电路板的共轴连接器领域。 
背景技术
在电路板上安装SMD器件以及随后的焊接之后，电路板从一个射频立场（standpoint）中彼此触点连接。在这种情况下，为了保持射频性能，有必要补偿多个SMD（表面贴装器件）在径向方向和轴向方向上的定位和位置的误差。通常，有必要同时连接多个连接器。 
在现有技术中，已经已知各种电路板共轴连接器。所述连接器具有包括第一和第二连接器部件的多部件构造，其中第一和第二连接器部件通过适配器部件彼此可操作地连接。存在的问题是所述连接器通常具有复杂的结构和/或只允许不足的运动间隙。 
美国专利US4925403于1988年公布，且公开了包括适配器部件的所述类型的共轴连接器。该连接器被构造为使得其可以补偿一定的横向偏移。通过适配器部件的外导体产生机械速动连接。 
美国专利US5879177公开了另一种包括第一和第二连接器部件的连接器，其通过适配器部件可操作地连接。该适配器部件用于补偿一定的横向偏移。 
源于相同申请人的专利WO0052788A1公布于2000年，且公开了一种改良的通用型连接器。该连接器具有第一和第二连接器部件，其通过适配器部件可操作性地连接。为了减小产生的力，至少在一侧使 用球窝关节。 
专利EP1207592公布于2002年，且涉及一种包括第一和第二共轴插头连接器以及连接它们的接触套筒的共轴插头布置。该接触套筒被设计为在预先设定的区域横向可倾斜。第一共轴插头连接器和接触套筒在它们的外导体区域内具有闭锁连接。该在外导体区域内的闭锁连接，在活动自由度上具有限制性效应。所有第一共轴插头连接器都被置于一个共同的第一塑料壳体内，且所有第二共轴插头连接器都被置于一个共同的第二塑料壳体内。 
其他的通用型之一的连接器可以从专利US2004038586，US2007026698A,US2006194465A,CN2879475Y以及CN101459304A中得知。 
发明内容
本发明的一个目的是公开了一种通用型改良的连接器。另一个目的是公开了一种具有延伸的功能区的连接器。 
上述目的通过独立权利要求所限定的连接器而实现。 
根据本发明的电路板共轴连接器（在下文中为共轴连接器）具有包括通过具有共轴结构的适配器部件的方式可操作性地彼此连接的第一和第二共轴连接器部件的多部件结构。适配器部件具有包括分别可操作性地连接至各个连接器部件的相应内导体和外导体的内导体和外导体的第一和第二端。至少一个连接器侧面具有连接相应的连接器部件和“固定”至彼此的适配器的指定端的机械可操作性连接装置，也就是说，在正常情况下，连接不再释放或通过所施加的升高的力而释放。与此相反，其他连接器部件至适配器的可操作性连接可能在一个较低的力量水平下被释放。可操作性连接装置相对于导体被安置，使得在轴向和横向方向上最大可能偏离是可能的。以示例的方式，在一 个实施例中，给定一个13mm的距离，连接器能够偏离±1.2mm的同时保持预定径向捕捉范围。特别地，为了补偿轴向位移，在一个实施例中，连接器部件可以彼此可伸缩地延伸。出于此目的，至少连接器部件之一或适配器具有一个套筒型内导体，一个类球形元件从相应的配对部件进入且置于其中，使得在轴向方向上可替换。为了最大可能的轴向和横向位移是可能的，套筒型导体在轴向方向上突出、超出可操作性连接装置。 
适配器部件的内导体和外导体通过衬垫被彼此相对的安置。衬垫可以在轴向方向上具有多部件结构，使得适配器根据它的长度以简单的方式扩展，例如，没有衬垫必须以复杂的方式适应。一个优点是同样的衬垫可以一直被使用。另一个优点是衬垫可以具有不同的颜色，使得很小的部件的正确组装可以以简单的方式目测地监控。 
在一个实施例中，第一和第二连接器部件以相同的方式表现。由此生产成本可以降低。然而，为了在连接期间提供最佳的捕捉范围，连接器部件被设计为使得捕捉漏斗固定至他们。所述捕捉漏斗可以通过例如按压，附着粘合，摩擦焊接等固定。捕捉漏斗通常固定在可释放连接器的一侧且用于捕捉配对部件。一个优点是捕捉漏斗可以根据需要被适应。捕捉漏斗可以根据需要由很便宜的材料制成。另外，有可能在一个设备中结合多个捕捉漏斗。根据不同的应用领域，捕捉漏斗也可以用于其他连接器。 
在现有技术中，如果电路板距离变得更大，由漏斗所限定的径向捕捉范围一般必须通过扩大所述漏斗被适应，使得更长的适配器（能向外枢转更远）能够在连接期间被引导进入配对部件。由于空间的原因这通常是不期望的。在一个实施例中，最大可能的横向倾斜通过取决于连接器距离的机械装置被限制。通过本发明的结构和铰接的几何 形状，电路板距离的轴向公差范围增加。所述范围通常为±0.3mm。与此相反，根据本发明的连接器能够使公差范围大小为±1.2mm。 
就现有技术中所知的连接器，如果电路板距离变得更大，轴向捕捉范围（漏斗）一般必须扩大，使得更长的适配器（由此能向外枢转更远）能够被引导进入配对部件。由于空间的原因这通常是不期望的。如前所述，卡入式适配器的最大倾角，取决于具有预定径向捕捉范围的两个电路板之间的所期望的距离、通过适配器以及取决于寻求的角度而彼此相配合的连接器部件的直径，而受限。 
一个实施例涉及包括第一和第二连接器部件以及置于它们之间的适配器的共轴连接器。第一和第二连接器部件具有第一内导体和第一外导体，其通过第一衬垫彼此相互可操作性地固定连接。第一内导体具有第一内部圆柱型接触表面，第一外导体具有第二内部圆柱型接触表面。适配器具有通过第二衬垫可操作性地连接的第二内导体和第二外导体。第二内导体和第二外导体在它们的末端有具有径向突出的接触珠子的弹簧舌，该接触珠子在组装状态下，与第一和第二连接器部件的第一和第二内导体的内部圆柱型接触表面电子地相互配合。具有接触珠子的弹簧舌用于产生和保持安全的电连接。第一机械可操作连接装置被置于第一内导体的后方、无自由区域（基本区域），且在组装状态下与适配器的第二机械可操作连接装置相互配合，以形成在轴向方向上有效的机械连接。机械可操作连接装置可以是球和窝，或沟槽和突起固定珠子，其在组装状态下以正向锁定的方式相互配合。第一内导体的套筒型部件在轴向方向上至少在机械连接的一侧突出，超出机械可操作连接装置，使得连接器部件相对于适配器的轴向偏离通过至少一个连接器部件相对于适配器的伸缩位移被补偿。 
第一机械可操作连接装置可以是径向向外突出第一衬垫上的固定 珠子以及第二机械可操作连接装置可以是置于第二衬垫的内表面上的环形的沟槽，它们可以，通过例如速动，可操作性地连接。适配器的第二内导体具有在第一弹簧舌后方的区域上的横截面收缩，所述收缩能够使得在横向方向上的扩大的倾斜角度α成为可能。 
在一个优选实施例中，适配器的第二衬垫在轴向方向上具有多部件结构。该多部件结构能够允许长度的简单测量的同时保持相同的衬垫。通过使用不同的材料，可以视觉地指示是否正确组装的连接器。第二衬垫可由不同材料所制成的第一和第二部件构成。在可释放的连接器部件的一侧上，通常使用比较软的材料，例如可变形的。在可释放的连接器部件的一侧上，优选使用具有更好的导热性的材料。在给予适当的配置时，衬垫也可以用于具有简单结构的其他连接器。 
附图说明
本发明结合以下附图更详细地被解释，以下附图仅为示例性实施例。在附图中， 
图1示出了根据本发明的连接器在组装状态下的正视图； 
图2示出了根据图1的连接器的剖视图； 
图3示出了根据图1的连接器在未可操作性地连接状态下的透视剖视图； 
图4示出了连接器处于偏移状态下的俯视图； 
图5示出了图4沿剖面线BB的剖视图； 
图6示出了两个适配器的俯视图； 
图7示出了根据图6的适配器沿剖面线CC的剖视图。 
具体实施方式
除非另有提及，相同的附图标记在附图中被用于相互对应的区域 的部件。 
图1示出了根据本发明的共轴连接器1，其包括第一连接器部件2，第二连接器部件3以及用于可操作地连接第一至第二连接器部件2、3的适配器4。连接器部件2，3以及适配器4都具有共轴结构。 
图1示出了处于可操作地连接状态的共轴连接器1的正视图。图2示出了根据图1的连接器沿剖面线AA的剖视图。图3示出了连接器部件2，3以及适配器4从上方倾斜的透视图。连接器部件2、3、4布置为一个在另一个上方，但是没有可操作性地连接。为了更好得理解，连接器部件2、3、4被部分地示出，使得内部构件可见。 
在实施例中示出了，第一和第二连接器部件2、3具有相同的结构。有可能地，如有需要，第一和第二连接器部件2、3也可以不以相同的方式配置，根据需要。此外，与现有技术相比，部件2、3、4具有相对简单的结构，其可以用很少的费用被组装。这在生产成本上具有积极的效果。 
第一和第二连接器部件2、3每个都具有圆柱型内导体5，该圆柱型内导体5在任一情况下都以套筒的方式配置在它的前端6上。如图2所示，内导体5通过在此处对称旋转的第一衬垫7被定位于并且固定在外导体8的对面，且其前端为套筒状。外导体8至少在前方区域以圆柱型方式被配置，且被共轴地安置于内导体5的相对面。在实施例中示出了，第一衬垫7和内导体5都被置于外导体8的套筒状部件的内部。在后方区域中，在实施例中示出了，外导体具有以安装基座9的形式的固定装置，其中连接器部件2、3通过安装基座9被固定在，例如电路板（未说明具体细节）上。其他的结构也是可能的。通过可变形的卷曲边缘16，第一衬垫7被固定在第一外导体8的外壳上。其他固定类型也是可能的。第一内导体5通过卡压被固定在第一衬垫7 内。此处，其他固定类型也是可能的。 
如图2所示，第一衬垫7沿第一内导体5延伸、且形成一个大体上圆柱型基底区域17，其在此处支撑内导体5且在其上形成了向外突出的、环形固定珠子10（第一可操作连接装置）。固定珠子10在基底区域的后方、非自由端。如图所示，在组装状态，后者啮合进入适配器4的第二衬垫12.1的环状沟槽11（第二可操作连接装置）中，并且随之构成铰接机械连接13。机械连接通常被配置为可拆卸的速动连接，且能够通过在轴向方向上一定力量的应用使适配器4从第一连接器部件2分离。机械连接13具有一定的间隙，使适配器4能够相对于第一连接器部件3在横向方向内倾斜一定角度α（在这个方面，参见图5）。根据不同的应用领域，可操作连接装置20、21的不同结构是可能的。以实施例的方式，固定装置之一也可以配置为在外导体内的凹陷，适配器的外导体的突出的珠子卡入所述凹陷中。但是，就这样一个实施例来说，运动的范围更小。 
捕捉漏斗26被固定至所示实施例的第二连接器部件3上，所述漏斗有助于组装。特别是当组装期间，在适配器4倾斜的情况下或如果发生横向偏离，凭借捕捉漏斗26作为组装辅助设备，其可以引导适配器4的自由端安全地进入内导体8为此提供的开口中。 
如图2、3、5和7所示，在实施例中示出了，适配器4的第二衬垫12.1，12.2以双向的方式体现，且具有第一和第二部件12（12.1，12.2）。第二衬垫12定位第二内导体14与适配器4的第二外导体15相对。内导体和外导体14、15具有第一和第二弹簧舌18、19，在它们的末端其具有第一和第二接触珠子20、21，如实施例所示，其以圆周突起的方式体现。为了保持低的力，接触珠子20、21的外表面有利地配置为类球形方式。弹簧舌18、19通过狭缝22、23被功能性地彼此分 离且在径向方向能够弹开。夹缝径向地或者成对地以平行的方式布置（参见图3）。在接触状态下（参见图2和3），接触珠子20、21形成了与内导体5和外导体8的内部的第一和第二接触表面24、25的可操作性连接。接触表面24、25根据他们的长度彼此相互配合，使得适配器4相对于第二连接器部件3在轴向方向（Z轴）可伸缩地被替换，或延伸。出于此目的，内导体5在轴向方向上突出、超出可操作连接装置10、11一段距离a。距离a根据数量级，对应于补偿在轴向上的位移。如实施例所示，外导体8（参见图5）的有效长度L2大于内导体5的有效长度L1。由此，可以实现，当连接时，首先连接外导体8，只有在之后，内导体5被可操作性地连接。 
在实施例中示出了，第一和第二接触珠子20，21在轴向方向上以大体相同的高度被布置。根据不同实施例，接触珠子20、21也可以以不同的高度被布置。在此情况下，有可能产生，如有需要，一定的恢复力，以防止适配器相对于第一连接器部件2的不期望的倾斜。这个是有利的，特别是组装期间。 
图4示出了根据图1-3的连接器1的俯视图，图5示出了根据图4，沿剖面线BB穿过连接器的剖视图。图5示出了处于偏离状态下的连接器1。第一和第二连接器部件2、3相对于彼此以横向（y方向）偏离的方式被布置。轴向偏离被示为dy。同时，第二连接器部件相对于第一连接器部件在轴向方向移动（图示为dz）。与现有技术相比，实施例中示出了，外导体5、8的圆柱型接触表面24、25被制成明显更长以使连接器部件3相对于适配器4在轴向方向上可以延伸相对更长。由于这种伸缩结构，比现有技术中所知的连接器，连接器1可以使用明显更加广泛。可以看出，第一接触珠子20在第一内导体5内的轴向方向上延伸，超出第一可操作性连接装置10所示dz。 
实施例中示出了，捕捉漏斗26被固定在第二连接器部件3上，使得在连接期间，简化适配器4的自由端进入第二连接器部件26的运动。实施例中示出了，捕捉漏斗26被压入，但是也可以以其他的方式固定。捕捉漏斗可以由金属或塑料或一些其他合适材料制成。 
如图5所示，适配器4的第二内导体14具有在第二弹簧舌19后面的区域内的横截面收缩27，如果在插入状态下，适配器4分别相对于第一或第二连接器部件2、3倾斜角度α，第一连接器部件2的第一外导体能够进入所述收缩。通过横截面收缩27，相对于传统的连接器，可能的横向偏移范围增加了。根据不同的实施例，横截面收缩还可以需要仅在一侧。实施例示出了，最大可能倾斜角度α分别被适配器4的肩部31或外导体15的直径D所限制，使得在最大偏移状态下接触内表面（第二接触表面）25。依靠适配器4的长度L和第二接触表面25的内径Di分别通过增加或减少直径D的方式，可以设置相对于捕捉漏斗26的直径Df的倾斜角度α。不改变直径D，也可以使用衬垫套筒置于适配器4或第一连接器部件2上。横截面收缩或衬垫套筒各自所述的功能是也可以用于具有简单结构（第一和第二连接器部件分别通过适配器相互连接彼此）的其他连接器，使得限制他们的相对的横向偏离（最大倾斜角度）从而确定捕捉范围。 
图6a和6b示出了彼此相互并排的两个适配器4的俯视图。图7a和7b示出了适配器4沿剖面线CC的剖视图。第二衬垫12以双向的方式配置，且就要考虑的因素而言，由下部衬垫12.1和上部衬垫12.2构成。优点是适配器部件4可以根据它的长度L3、L4（参见图7）通过根据它们的长度L3、L4仅修改内导体和外导体14、15以简单的方式适应。下部和上部衬垫12.1、12.2可以不作任何改变的改变。这可以降低生产成本。另一个优点是下部和上部衬垫12.1、12.2可以有不同 的颜色。这个给予了优点是具有第二可操作连接装置11的下部端（固定端）可以通过不同的颜色与不具有所述装置的上部端（释放端）被辨认。 
实施例中示出了，下部和上部衬垫12.1、12.2都具有沿内导体15延伸的凹陷28、29，所述凹陷被表现为其可以在插入状态下，容纳内导体5的长度，突出并超出可操作连接10、11的轴线水平。 
附图标记清单 
α 倾斜角                         12 第二衬垫： 
a  内导体的突出长度                 12.1：下部衬垫 
dy 横向偏移                         12.2：上部衬垫 
dz 轴向偏移                       13 机械连接 
L1 第一外导体的长度               14 第二内导体 
L2 第一内导体的长度               15 第二外导体 
L  适配器的长度                   16 卷曲边缘 
D  适配器的直径（肩部）           17 基底区域 
Di 内径                           18 第一弹簧舌 
Df 捕捉漏斗的直径                 19 第二弹簧舌 
1  共轴连接器                     20 第一接触珠子 
2  第一连接器部件                 21 第二接触珠子 
3  第二连接器部件                 22 第一狭缝（弹簧舌） 
4  适配器                         23 第二狭缝（弹簧舌） 
5  第一内导体                     24 第一接触表面 
6  前端                           25 第二接触表面 
7  第一衬垫                       26 捕捉漏斗 
8  第一外导体                     27 横截面收缩 
9  安装基座                       28 第一凹陷 
10 固定珠子（第一可操作性连接装置）     29 第二凹陷 
                        30 第二衬垫内表面 
11 沟槽（第二可操作性连接装置）       31肩部（适配器） 

Claims (9)

1.共轴连接器(1)，包括
a.第一和第二连接器部件(2，3)以及置于它们之间的适配器(4)，其中，
b.第一和第二连接器部件(2，3)具有通过第一衬垫(7)可操作地相互连接的第一内导体(5)和第一外导体(8)，其中第一内导体(5)具有第一内部圆柱型接触表面(24)以及第一外导体具有第二内部圆柱型接触表面(25)；
c.其中适配器(4)具有通过第二衬垫(12，12.1，12.2)可操作地连接的第二内导体(14)和第二外导体(15)，其中第二内导体(14)和第二外导体(15)在它们的末端包括具有径向突出的接触珠子(20，21)的弹性弹簧舌(18，19)，该接触珠子在组装状态下与第一和第二连接器部件(2，3)的第一内导体(5)和第一外导体(8)的内部圆柱型接触表面(24，25)电子地相互配合；
d.其中第一机械可操作连接装置(10)被置于第一内导体(5)的基底区域(17)，且在组装状态下与适配器(4)的第二机械可操作连接装置(11)相互配合以形成在轴向方向(z)上有效的机械连接；
e.其中第一内导体(5)在轴向方向(z)上突出、超出第一机械可操作连接装置(10)，使得通过至少一个连接器部件(2，3)相对于适配器(4)的伸缩位移，第一内部圆柱型接触表面(24)的作用区域能够补偿连接器部件(2，3)相对于适配器(4)的大的轴向偏离(dz)。
2.如权利要求1所述的共轴连接器(1)，其特征在于：第一机械可操作连接装置由径向向外突出第一衬垫上的固定珠子(10)构成，以及第二机械可操作连接装置(11)由置于第二衬垫(12)的内表面(30)上的环形的沟槽(11)构成。
3.如前述任一权利要求所述的共轴连接器(1)，其特征在于：适配器(4)的第二内导体(14)具有在第二内导体的弹性弹簧舌(18)后方的区域上的横截面收缩(27)，所述收缩能够允许扩大的倾斜角度(α)。
4.如权利要求1所述的共轴连接器(1)，其特征在于：适配器的第二衬垫(12)在轴向方向上具有多部件结构(12.1，12.2)。
5.如权利要求4所述的共轴连接器(1)，其特征在于：第二衬垫(12)具有由不同材料制成的第一和第二部件(12.1，12.2)。
6.如权利要求4所述的共轴连接器(1)，其特征在于：第二衬垫(12)具有第一和第二部件(12.1，12.2)，其具有不同的颜色使得插入方向被指示。
7.如权利要求1所述的共轴连接器(1)，其特征在于：连接器部件(2、3)之一适合容纳捕捉漏斗(26)。
8.如权利要求1所述的共轴连接器(1)，其特征在于：连接器部件(2、3)以相同的方式配置。
9.如权利要求1所述的共轴连接器(1)，其特征在于：至少一个连接器部件(2，3)的内部直径(Di)和适配器(4)的外部直径(D)用于确定最大倾斜角度(α)。
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