CN104508920B - 同轴电缆连接器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

用于同轴电缆的连接器，包括心轴，联接器和主体。所述心轴可插入电缆的电介质和外导体之间。联接器包括环形肩部，其从联接器径向向内延伸用于保持心轴。该主体配合地与联接器啮合并限定了第一内孔和第二内孔，该第一内孔邻近所述联接器并具有大致同延的直径，该第二内孔具有比第一内孔小的直径。心轴套筒和第二内孔一起在心轴套筒的外表面和所述第二内孔之间挤压同轴电缆的外部护套以将连接器固定到电缆上。

Description

同轴电缆连接器及其制造方法
技术领域
本发明总体涉及同轴电缆连接器，更具体地涉及同轴电缆连接器及其制造方法。
背景技术
同轴电缆连接器在本领域中是已知的。一般来说，同轴电缆连接器，例如F-连接器，通常用于“空中”地面电视、有线电视，且普遍用于卫星电视和电缆数据机，通常配合RG-6电缆或在较老的设备中配合RG-59电缆使用。同轴电缆通常包括被电介质或核心包围的中心或内部导体，而该电介质或核心被外部导体或屏蔽物包围，该外部导体或屏蔽物又被也称为护套的外部绝缘体包围。将同轴电缆连接器固定在有护套的同轴电缆的制备端部上，从而允许同轴电缆的该端部与接线板连接。
例如，专利号5,007,861的美国专利描述了一种无压接同轴电缆连接器，简单地通过将电缆推入连接器中及随后将电缆往回拉就可将该无压接同轴电缆连接器固定到电缆上。所述连接器的主体具有安装在其内部的衬套，该衬套靠近电缆容纳端部，其具有紧密容纳电缆的直径。连接器的主体在其内部还具有环形心轴，其具有容纳电缆的剥离核心的孔且具有套筒，该套筒适于通过将电缆和心轴合在一起而在护套下方与电缆啮合。这会扩展电缆的护套，使其直径大于衬套的内径。通过在将电缆推至心轴套筒上之后将电缆拉离连接器，心轴可从套筒被衬套包围的位置(其中套筒可与电缆啮合)移动至套筒至少部分地在衬套内部的位置(其中护套由衬套摩擦地啮合)。
专利号6,790,081的美国专利大体描述了一种同轴电缆连接器，其包括联接器、柱杆和主体构件。主体构件的一个端部包括凸出部，其通过在联接器的环形挡圈中的开口被插入。在电缆安装的位置，柱杆的杆被容纳在主体构件中以形成环形腔室，该环形腔室足够窄以挤压同轴电缆的外部导体和护套来建立远端密封。将联接器紧固至端子在柱杆的凸缘和环形挡圈之间挤压凸出部来建立近端密封。
专利号7,942,695的美国专利描述了一种电缆端部连接器，其包括管状连接构件，其具有联接部；核心管，其具有安装在连接部中的止动凸缘；有倒钩的凸缘和联接部。塑料外部管状构件具有前部管状联接部，其连接至联接部；后部管状主体以及环形封装部，其用于与核心管的联接部啮合；保持套筒，其固定在后部管状主体上；以及绝缘夹持块，其安装在核心管中以夹持用于连接同轴电缆的中心导体的金属中心销。
最后，专利号8,172,612的美国专利描述了一种同轴电缆连接器，其包括管状柱杆；联接器，其固定在所述管状柱杆的端部上以用于将连接器固定到设备上；以及外部主体，其固定到管状柱杆上。无论联接器是否紧紧固定到设备上，均在联接器与管状柱杆之间维持电气接地路径。该电气接地路径由布置于管状柱杆与联接器之间的弹性、导电接地构件提供。
虽然上述参考的连接器通常用来达成其预期目的，但对所公开的连接器所描述的制造、组装、设计和/或成本的改进方面存在确实的需求。具体而言，本申请所公开的连接器及其制造方法提供了一种高效连接器，同时增强了制造技术来提供常常被简化的组装过程。
附图简要说明
图1A是根据本发明的示例同轴电缆连接器的分解侧视图。
图1B是用于图1的示例连接器的示例同轴电缆的分解侧视图。
图2是图1的示例同轴电缆连接器的分解横截面侧视图。
图3是用于图1的示例同轴电缆连接器的示例联接器的横截面侧视图。
图4是用于图1的示例同轴电缆连接器的示例主体的横截面侧视图。
图5是用于图1的示例同轴电缆连接器的示例心轴的横截面侧视图。
图6和图7A-7B一起示出了用于组装图1的示例同轴电缆连接器的示例组装方法。
图8是已组装的图1的示例同轴电缆连接器的横截面侧视图，其示出了在挤压之前且在电缆插入之前的连接器。
图9是已组装的图1的示例同轴电缆连接器的横截面侧视图，其示出了在挤压之前且在电缆插入之后的连接器。
图10是已组装的图1的示例同轴电缆连接器的横截面侧视图，其示出了在挤压之后且在电缆插入之后的连接器。
图11是图1的同轴电缆连接器的示例主体的横截面侧视图，其示出了用于形成主体的示例注射成型工艺。
详细说明
对方法和装置实施例的以下描述并不意在将描述的范围限制到本文中详述的精确形式。相反，以下描述旨在是说明性的，使得其他人可受到启示。
现参考诸图，且更具体地参考图1A和图1B，示出了用于同轴电缆50的连接器10的实例。示例同轴电缆50包括中心导体52，介电绝缘体54，一些实例中其具有金属薄片覆盖物56，外部导体或屏蔽层，例如编织屏蔽物58，以及塑料护套60。可以理解的是，图1中所示的电缆50已被剥露出来且经由适用于连接器10的任何同轴电缆制备工艺而制得。
为了固定在有套的同轴电缆50的制备端部上以允许同轴电缆50的该端部与标准接线板(未示出)连接，示例连接器10包括心轴12、呈螺纹螺母14形式的联接器、主体16以及任选的保持套筒18。如将更详细描述的是，示例连接器10适于接收电缆50且适于通过插入制备的电缆50以及相对于主体16移动(例如挤压)心轴12而紧紧保持该电缆50。
心轴12、螺母14、主体16以及保持套筒18中的每一个可由彼此相同或不同的材料制成。将被理解的是，示例连接器10在编织屏蔽物58与端子(未示出)的外表面之间形成导电路径。例如，在此实例中，心轴12、螺母14以及保持套筒18包括金属、导电材料，例如黄铜或电镀黄铜。在此实例中，主体16包括不同于螺母14和心轴12的材料，例如不导电的柔性和/或半柔性塑料材料。螺母14、心轴12以及保持套筒18可通过任何合适的制造手段制成，包括例如业内已知的在自动螺丝车床上由条形材料加工而成。同时，因为示例主体16的内部和外部几何结构，主体16可相似地经由任何适合的技术制成，包括例如注射成型，其中制造过程不需要任何切削和/或额外的制造工艺来形成主体16。
参考图2及图3，在此实例中，螺母14包括远端螺母端部1410及位于远端螺母端部1410前方的近端螺母端部1412。大致圆筒状部分1416在远端螺母端部1410和近端螺母端部1412之间延伸。在此实例中，大致圆筒状部分1416的外表面限定了例如在已知的螺母中可见的六边形或其它多边形外表面1418(图1)。此外，为了将螺母14固定在阳端子(未示出)上，螺母14具有限定阴端口1422的内表面1420。螺母14的内表面1420可带有螺纹以便紧固至阳端子，所述阳端子可相应地带有螺纹以便容纳螺母14的内螺纹。
示例螺母14进一步包括环形肩部1424以及环形凸出部1426。所公开的环形肩部1424位于阴端口1422后方且从大致圆筒状部分1416径向向内延伸，以提供具有开口直径d1的挡圈开口1428。所公开的环形凸出部1426位于环形肩部1424后方且从大致圆筒状部分1416径向向内延伸，以提供具有开口直径d2的开口1430，开口直径d2大于开口直径d1。示例环形肩部1424以及环形凸出部1426一起限定了在二者之间且具有通道直径d3的大致u形通道1432，以用于保持本实施例公开的主体16。
如图2和图4所示，为保持电缆50，示例主体16限定了中心通道1610、远端主体端部1612和位于远端主体端部1612前方的近端主体端部1614。示例主体16进一步包括近端主体段1616，其包括位于近端主体端部1614处和/或靠近近端主体端部1614的环形凸出部1618。所公开的环形凸出部1618从近端主体端部1614径向向外延伸以提供外径d4，其大于由螺母14的环形凸出部1426限定的开口直径d2且与通道直径d3大致相似。由近端主体段1616限定的中心通道1610具有开口直径d5。在此实例中，开口直径d5沿近端主体段1616下的通道1610的整个长度(例如从近端主体端部1614至由本文描述的内部肩部限定的近端主体段1616的端部的整个长度)是大致同延的(例如相同)。在一些实例中，虽然开口直径d5大致同延，但该直径从近端主体端部1614朝向近端主体段1616的该端部可略微收敛，同时仍避免了任何切削且允许所描述的制造技术。更进一步，本领域普通技术人员应该理解的是，在一些实例和/或材料中，开口直径d5可形成有轻微切削，其仍大致同延，但却有非常轻微的切削和/或发散。在这些实例中，切削必须足够小，以使得该直径根据等同原则大致同延和/或收敛，同时允许本文描述的制造技术。
回到主体16的外部，示例凸出部1618可与主体16的外表面形成一体件或单件。更进一步，如先前所指示，主体16以及因此凸出部1618可包括不导电的柔性、非柔性和/或半柔性的塑料材料，例如拥有“记忆”的弹性可变形材料和/或具有有限“记忆”的塑性可变形材料。凸出部1618也可包括任何合适的材料和/或根据需要配置为部分可变形和/或部分弹性的。
在此实例中，示例凸出部1618具有圆弧和/或前倒角1620，以便于通过螺母14的开口1430插入凸出部1618；以及非圆弧和/或非倒角表面1621(例如肩部)，以帮助一旦通过开口1430插入凸出部1618就阻止凸出部1618从螺母14移除。此外，示例主体16包括位于凸出部1618后方的外部限定的环形肩部1622，以限定通道1624来在组装后保持环形凸出部1426。如将理解的是，当螺母14与主体16已适当组装时，通道1624的尺寸可允许螺母14绕主体16的外表面自由旋转，以帮助将螺母14连接至端子(未示出)。
在一些实施例中，包括所示的示例连接器10，示例主体16的外部可包括外部通道1628，以在保持套筒18存在时为保持套筒18提供配合位置。保持套筒18可任选地位于主体16上，以提供额外保护以防主体16在使用中变形，且因此可根据需要替换和/或省略掉。
具有开口直径d6的内部环形肩部1630位于主体16中，且更具体地位于中心开口1610中，该开口直径d6将近端主体段1616与远端主体段1632分开。在所示的实例中，近端主体段1616与远端主体段1632均为圆柱形，但远端主体段1632具有内表面开口1634，其直径d6小于近端主体段1616的直径d5。因此，在此实例中，所限定的中心开口1610包括第一内孔，例如由近端主体段1616限定的第一开口段1610a，所述近端主体段1616具有大致同延的直径；以及第二内孔，例如由远端主体段1632限定的第二开口段1610b，所述远端主体段1632具有收敛的直径。因此，主体16的整个示例中心开口1610均不具有任何切削。缺少切削大大降低了制造主体16所需的复杂度。
远端主体段1632从近端主体段1616轴向延伸出去，且示例内表面1634包括渐缩的或缩进的内表面部分，其包括渐缩区域1636，其在朝向内部环形肩部1630和近端主体段1616的方向上径向向内渐缩。如将描述的是，组装后，内表面1634限定了电缆护套密封表面区域，其在内表面1634与心轴12之间密封及保持电缆护套60。在此实例中，该内表面还包括环形凸出部1638以帮助保持及密封电缆护套60。
为形成主体16，如在图11中所示，主体16可注射成型而不需要额外制造，该额外制造通常需要在中心通道中形成切削。在所示的实例中，主体的内孔(例如中心通道1610)是通过使用两个核心销注射成型工艺而形成。具体而言，示例工艺包括在交界线1684处交汇的第一核心销1680和第二核心销1682。在此实例中，第一核心销1680形成整个第一开口段1610a以及第二开口段1610b的至环形凸出部1638的部分。同时，第二核心销1682形成第二开口段1610b的从环形凸出部1638至远端主体端部1612的剩余部分。在此实例中，第一核心销1680和第二核心销1682的交界面1684成型为形成环形凸出部1638。然而，应当理解的是，在连接器10中不存在环形凸出部1638的情况下，核心销1680和1682之间的交界面1684可根据需要被移动和/或以其它方式定位于中心开口1610中。将进一步理解的是，虽然示出了示例第一开口段1610a包括大致同延的直径，但第一开口段1610a可包括一个或多个发散直径的开口部分，例如位于近端主体端部1614附近的倒角端部，而不需要在其中形成任何切削，从而允许本文描述的简化成型。
现在更特别地参考图2和5，为了在连接器10中密封和保持电缆50，心轴12包括远端心轴端部1210和位于远端心轴端部1210前方的近端心轴端部1212。远端心轴端部1210在环形倒钩1214处终止以帮助在组装后抵靠主体16来保持和密封电缆50。心轴12进一步包括径向延伸的心轴凸缘1218，其具有大于开口直径d1的外径d7，以防止心轴凸缘1218穿过开口d1。心轴套筒1220在远端心轴端部1210和近端心轴端部1212之间延伸。心轴套筒1220在至少一个实例中可具有外表面1222，该外表面1222具有至少一个隆起部分1224。示例隆起部分1224具有外径d8，d8在此实例中与开口直径d1基本上相同，以在心轴12与螺母14之间提供干扰啮合(例如摩擦配合)。心轴套筒1220的内表面1230限定了中心孔1232。隆起部分的外径d8优选地在临近凸缘1218处较小，以便一旦将心轴12充分移动(例如挤压)至连接器10中就解除心轴12与螺母14的干扰啮合，如本文所描述的，以根据需要允许螺母14相对于心轴12自由旋转。
然而，应当理解的是，在至少一些实例中，心轴12可不包括隆起部分1224，且因此螺母14与心轴12可不干扰啮合，而是两个组件可根据需要自由滑动和/或以其它方式相对于彼此移动(例如旋转)。在此实例中，连接器10可被视为推入式连接器而非挤压配合式连接器。
现参考图6、7A和7B，示出了用于组装连接器10的方法。具体而言，如图6所示，示例组装方法包括将心轴12与螺母14按压在一起，以使得隆起部分1224被环形肩部1428保持。如图7A和7B所示，相同的按压可接着用来将主体16按压至螺母14上且将保持套筒18按压至主体16上。例如，示例方法将主体16和螺母14按压在一起，以使得主体16的环形凸出部1618通过由螺母14的环形凸出部1426限定的开口直径d2插入。相似地，示例方法将保持套筒18按压至外部通道1628上，以使得保持套筒18被主体16啮合和保持。如先前指出的，可提供保持套筒18以在使用连接器10时防止远端主体端部1612的向外变形。
亦如先前指出的，主体16或其至少一部分，例如环形凸出部1618和/或近端主体段1616可由足够柔性的材料制成，以允许环形凸出部1618径向向内弯曲来装配通过由环形凸出部1426形成的开口1430的较小直径d2。凸出部1618的前倒角1620可帮助促进通过开口1430插入凸出部1618。由此使凸出部1426被置入主体16的近端主体段1616的包围关系中。在轴向上，凸出部1426布置在主体16的表面1621和环形肩部1622之间。如所示的，螺母14和主体16之间的容差提供了轴向间隔以允许螺母14在通道1624中的受限的轴向移动。因此，螺母14(和所保持的心轴12)可旋转地啮合近端主体段1616。由此，至少在螺母14被螺纹紧固至螺纹端子上之前，允许螺母14相对于主体16自由旋转移动。
应该理解的是，虽然将本实施例描述的制造工艺示为两步的过程，但可根据需要以任何数量的步骤且按任何适合的次序来执行示例连接器10的制造。例如，可将整个连接器10组装做为单一过程，或可选择地在所述的过程之前(例如预组装)组装连接器10的各部分。
图8示出了已组装的连接器在保持电缆50之前的横截面视图。
现在转向图9和10，将更详细地描述啮合连接器10和同轴电缆50的示例方法。在所示的实例中，优选地将同轴电缆50的端部推进到连接器10中。如所示的，电缆50的至少一部分延伸穿过心轴12的中心孔1232、螺母14的阴端口1422以及主体16的中心通道1610，从远端主体端部1612朝向近端主体端部1614。当电缆50插入连接器10中时，远端心轴端部1210和心轴套筒1220插入介电绝缘体54和编织屏蔽物58之间，如图9所示。将电缆50插入连接器10中可通过，例如，使用任何工业标准的组装工具来实现和/或可简单用手将电缆50推入连接器10中来实现。此外，如所示的，在将电缆50推入连接器10中时，心轴套筒1220插入编织屏蔽物58和介电绝缘体54之间，同时中心导体52、介电绝缘体54和金属薄片覆盖物56容纳在心轴12的中心孔1232内。
在如图9所示的将电缆50插入连接器10中之后，接着心轴12被相对于螺母14和主体16轴向向后移动(例如挤压和/或自由移动)，进入图10所示的电缆安装位置。这可利用任何适合的动作来执行，包括例如使用工业标准的挤压工具。在朝向电缆安装位置移动时，将心轴凸缘1218轴向向后推进螺母14中以使心轴凸缘1218紧邻螺母14的环形肩部1424和/或与其成邻接关系。心轴套筒1220足够长以延伸至主体16的内部环形肩部1630，且更具体地延伸至内表面开口1634和环形凸出部1638。
如图9和图10的比较所示，当使心轴套筒1220从电缆插入位置向后移动至电缆安装位置时，心轴套筒1220到达与内表面开口1634相同的轴向位置。远端心轴端部1210(且更具体而言，环形倒钩1214)和内表面开口1634之间的环形间隙小于远端心轴端部1210与中心通道1610之间的环形间隙，所述中心通道1610由近端主体端部1614限定，且小于电缆50的外部护套60和编织屏蔽物58的厚度。因此，编织屏蔽物58和塑料护套60被挤压在心轴套筒1220的外表面1222(例如环形倒钩1214)和内表面开口1634之间，以在连接器10中保持电缆50。
在图10所示的电缆安装位置中，环形倒钩1214可限制电缆的外部护套60经过主体16的环形凸出部1638和/或环形肩部1630的轴向出口。例如，环形倒钩1214可用来通过对护套60提供增强的夹持而抵抗电缆50从连接器10移除，从而抑制电缆50从连接器10中轻易移除，从而帮助防止电缆50的不希望的脱离或松脱。
一旦处于图10所示的电缆安装位置，螺母14就与心轴12摩擦脱离，且被螺纹紧固至螺纹阳端子(未示出)上。如所描述的，通过在近端心轴端部1212附近略微减小外径d8，可解除螺母14和心轴12的摩擦啮合。螺母14、主体16和心轴12之间所允许的自由旋转式旋转移动便于螺母14和螺纹端子(未示出)的螺纹啮合。
虽然已在本文中描述了某些示例方法和装置，但本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖了在字面上或根据等同原则完全落入所附权利要求的范围内的所有方法、装置和制造物品。

Claims (17)

1.用于同轴电缆的连接器，具有中心导体、介电绝缘体、在该介电绝缘体上的屏蔽层，以及在屏蔽层上的外部护套，该连接器包括：
心轴，包括可插入该介电绝缘体和屏蔽层之间的心轴套筒，该心轴套筒限定了接收所述介电绝缘体的中心孔，该心轴套筒具有外表面，所述外表面在该屏蔽层之下可与同轴电缆啮合；
联接器，具有环形肩部，所述环形肩部从该联接器径向向内延伸用于保持该心轴且适合于将该连接器可操作地连接至配合连接处；以及
主体，其与该联接器相配地啮合，所述主体限定了第一内孔，该第一内孔邻近所述联接器并具有大致同延的直径或收敛的直径中的至少一个，该第一内孔从该主体的临近该联接器的端部延伸至第二内孔，所述第二内孔在第一内孔和第二内孔的接口处具有比第一内孔小的直径；
其中当该心轴从该联接器的该环形肩部远处的第一位置可滑动地移动至该联接器的该环形肩部近处的第二位置时，所述心轴套筒和第二内孔在该心轴套筒的外表面和第二内孔之间挤压该同轴电缆的外部护套，以将该连接器固定至该电缆。
2.如权利要求1所述的连接器，其中所述联接器还包括向内延伸的环形凸出部，其位于环形肩部的远端，其中所述环形凸出部配合地联接到布置在主体的外表面上的相应环形凸出部，以啮合所述主体与联接器。
3.如权利要求1所述的连接器，还包括联接到所述主体的外表面上的环形保持套筒。
4.如权利要求3所述的连接器，其中在靠近所述第二内孔的位置处联接所述环形保持套筒。
5.如权利要求4所述的连接器，其中所述环形保持套筒防止主体的变形。
6.如权利要求1所述的连接器，其中所述第二内孔还包括向内延伸的环形凸出部，其中所述心轴套筒在心轴套筒的外表面和向内延伸的环形凸出部之间挤压同轴电缆的外部护套。
7.如权利要求1所述的连接器，其中所述第一内孔与第二内孔没有任何切削。
8.如权利要求1所述的连接器，其中心轴包括沿该心轴套筒的至少一部分隆起的外表面。
9.如权利要求8所述的连接器，其中所述联接器的环形肩部与心轴套筒的隆起外表面干扰啮合。
10.如权利要求1所述的连接器，其中所述心轴套筒还包括环形倒钩，且其中该环形倒钩在心轴套筒和第二内孔之间挤压该外部护套。
11.制造用于同轴电缆的连接器的方法，该同轴电缆具有中心导体、介电绝缘体、在该介电绝缘体上的屏蔽层和在该屏蔽层上的外部护套，该方法包括：
提供心轴，所述心轴包括可插入该介电绝缘体和屏蔽层之间的心轴套筒，该心轴套筒限定了接收所述介电绝缘体的中心孔，该心轴套筒具有外表面，其在该屏蔽层之下可与同轴电缆啮合；
联接联接器，所述联接器具有环形肩部，该环形肩部从该联接器径向向内延伸至该心轴；
按压式啮合主体和该联接器，所述主体限定了第一内孔，该第一内孔邻近所述联接器并具有大致同延的直径或收敛的直径中的至少一个，该第一内孔从该主体的临近该联接器的端部延伸至第二内孔，所述第二内孔在第一内孔和第二内孔的接口处具有比第一内孔小的直径；
其中当该心轴从该联接器的该环形肩部远处的第一位置可滑动地移动至该联接器的该环形肩部近处的第二位置时，所述心轴套筒和第二内孔在该心轴套筒的外表面和第二内孔之间挤压该同轴电缆的外部护套，以将该连接器固定至该电缆。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述主体是注射成型的。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述第一内孔与第二内孔无任何切削。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述主体是通过两个核心销注射工艺来注射成型的，核心销注射工艺包括第一核心销，其形成第一内孔；和第二核心销，其形成所述第二内孔的至少一部分。
15.如权利要求11所述的方法，还包括沿着所述心轴套筒的至少一部分形成隆起的外表面，以用于与联接器的环形肩部的干扰啮合。
16.如权利要求11所述的方法，还包括在主体的外表面上组装保持套筒。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述联接器还包括向内延伸的环形凸出部，其位于环形肩部的远端，并且所述主体的外表面还包括对应的向外延伸的环形凸出部，并且其中按压式啮合该主体与联接器包括将所述联接器的向内延伸的环形凸出部按压在主体的向外延伸的环形凸出部上。
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