CN108666796A - 绝缘子及使用该绝缘子的连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绝缘子，具有绝缘子本体，在所述本体的中心轴线处开设一通孔，在所述本体上还开设多个第一孔和多个第二孔，多个第一孔和多个第二孔围绕所述通孔设置，所述第一孔为扇环孔，所述第二孔为圆形孔。本发明还提供一种使用该绝缘子的连接器。本发明提供的绝缘子采用镂空大部分所述绝缘子的绝缘材料的结构形式，较大的提高了所述绝缘子中空气与绝缘材料的体积比，减少信号反射，显著降低了所述绝缘子的等效介电常数，由于所述截止频率与所述等效介电常数呈反比，从而使应用所述绝缘子的高频连接器的截止频率较易提高至40吉赫兹，所述高频连接器的工作频率也随之提高。

Description

绝缘子及使用该绝缘子的连接器

技术领域

本发明涉及一种绝缘体，尤其涉及一种绝缘子以及使用该绝缘子的连接器。

背景技术

射频同轴连接器中使用的绝缘子是所述射频同轴连接器中非常重要的部件，所述绝缘子的结构形式及物理性质(如机械强度、介电常数等)均会影响所述射频同轴连接器的使用性能。所述绝缘子的等效介电常数与所述射频同轴连接器，尤其是高频连接器(如毫米波连接器)的传输阻抗密切相关。常用的绝缘子的等效介电常数较大，易导致截止频率低，从而无法提高工作频率。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够极大的提高绝缘子中空气与绝缘材料的体积比的一种绝缘子以及使用该绝缘子的连接器。

本发明提供一种绝缘子，具有绝缘子本体，在所述本体的中心轴线处开设一通孔，在所述本体上还开设多个第一孔和多个第二孔，多个第一孔和多个第二孔围绕所述通孔设置，所述第一孔为扇环孔或弧形孔，所述第二孔为圆形孔。

作为一种优选方案，每一所述第一孔位于两个所述第二孔之间，每一所述第二孔位于两个所述第一孔之间。

作为一种优选方案，所述第一孔的数量为三个，所述第二孔的数量为三个。

作为一种优选方案，每一所述第一孔的截面面积大于每一所述第二孔的截面面积。

作为一种优选方案，所述第二孔的直径小于所述通孔的直径。

作为一种优选方案，所述第一孔与所述第二孔形成的镂空体积占所述本体体积的百分之六十。

作为一种优选方案，所述本体为一圆柱体。

作为一种优选方案，所述本体由交联聚苯乙烯绝缘材料、改性聚苯醚绝缘材料、或聚醚酰亚胺绝缘材料、或聚醚醚酮绝缘材料制成。

作为一种优选方案，所述第一孔和/或所述第二孔中设置加强筋。

作为一种优选方案，所述绝缘子的外侧壁上开设至少一条平行于绝缘子的中心轴线的条形槽。

本发明还提供一种连接器，所述连接器包括外导体、内导体和上述任一项所述的绝缘子，所述外导体套在所述绝缘子上，所述内导体插入所述绝缘子的通孔内。

作为一种优选方案，所述连接器为高频连接器。

本发明提供的绝缘子采用镂空大部分所述绝缘子的绝缘材料的结构形式，较大的提高了所述绝缘子中空气与绝缘材料的体积比(空气占有比例约60％)，减少信号反射，显著降低了所述绝缘子的等效介电常数(介电常数由实心时的2.6降至镂空时的1.6)，由于所述截止频率与所述等效介电常数呈反比，从而使应用所述绝缘子的高频连接器的截止频率较易提高至40吉赫兹(GHz)，所述高频连接器的工作频率也随之提高。

附图说明

下面将结合说明书附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明第一实施方式提供的一种连接器的部分剖面结构示意图。

图2为图1示出的绝缘子的立体结构示意图。

图3为本发明第二实施方式提供的绝缘子的纵向剖视示意图。

图4为本发明第三实施方式提供的绝缘子的横向剖视示意图。

图5为本发明第四实施方式提供的绝缘子的横向剖视示意图。

图6为本发明第五实施方式提供的绝缘子的横向剖视示意图。

图7为本发明第六实施方式提供的绝缘子的横向剖视示意图。

主要元件符号说明

连接器 1

内导体 10

绝缘子 20、40、50、60、70、80

外导体 30

本体 21

通孔 23

第一孔 25、41、51、71

第二孔 27、62

加强筋 43、53、63、73

端面 45

外侧壁 81

条形槽 83

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的连接仅仅是为便于清晰描述，而并不限定连接方式。

需要说明的是，当一个件被认为是“连接”另一个件，它可以是直接连接到另一个件或者可能同时存在居中件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参见图1，本发明第一实施方式提供的连接器1包括内导体10、绝缘子20和外导体30，内导体10及外导体30与绝缘子20连接，内导体10插入绝缘子20中，外导体30套在绝缘子20上，绝缘子20隔开并固定内导体10与外导体30，以防止连接器1中其他结构(如插针和/或插孔)的轴向移动。本实施方式中，连接器1为毫米波连接器等高频连接器。在其他实施方式中，连接器1可为其他非高频的射频同轴连接器。由于本发明的实施方式中，连接器1还可以包括其他结构，例如壳体、后螺套等，另外连接器1的内导体10、外导体30及其他结构不是本案的重点，因此简化描述，内导体10及外导体30为示意性的内导体，其形状及结构不限。本实施方式中，重点描述绝缘子20。

请同时参见图2，本实施方式中，绝缘子20具有本体21，本体21大致为一圆柱体，其由交联聚苯乙烯(PTFE)绝缘材料、或改性聚苯醚(MPPO)绝缘材料、或聚醚酰亚胺(PEI)、或聚醚醚酮(PEEK)等材料制成，制成方式可为切削加工制成。交联PTFE或MPPO等绝缘材料的强度较好，且介电常数较稳定，由上述材料制成的绝缘子20易满足高频连接器对于绝缘子20强度及厚度的需求。其他实施方式中，本体21的制作材料不局限于本实施例中的交联PTFE、MPPO、PEI、PEEK材料，也可采用其他具有强度较好且介电常数较稳定的材料，如聚4-甲基戍烯(TPX)等。

本实施方式中，在本体21的中心处开设一通孔23，通孔23的内径与连接器1中内导体10的外径大致相等，用于供内导体10穿入，使绝缘子20可通过通孔23固定内导体10，以保证内导体10与连接器1中的外导体30可保持高度同轴。在本体21上还开设多个第一孔25和多个第二孔27，多个第一孔25和多个第二孔27围绕通孔23设置，使第一孔25和第二孔27形成的镂空体积占本体21体积的百分之六十，以降低绝缘子20的介电常数，增大连接器1的截止频率并补偿不连续电容，其中本体21体积指的是本体21的实体体积。其他实施方式中，也可在本体21上只开设多个第一孔25或多个第二孔27。在本实施方式中，第一孔25和第二孔27都是沿平行本体21的纵轴线的方向贯穿本体21的贯通孔。

本实施方式中，第一孔25大致为扇环孔，其数量为三个。第二孔27大致为圆形孔，其数量为三个，且第二孔27的内径小于通孔23的内径。第一孔25和第二孔27分别间隔设置，即每一第一孔25位于两个第二孔27之间，每一第二孔27位于两个第一孔25之间。其他实施方式中，第一孔25不局限于扇形孔，也可为矩形孔、椭圆孔等，其数量也不局限于三个，也可为两个、四个或四个以上等。同样地，第二孔27也可为矩形孔、椭圆孔等，其数量也可为两个、四个或四个以上等。第一孔25和第二孔27可不间隔设置，也可呈其他位置排布关系，如三个第一孔25连续排列且三个第二孔27连续排列等。在其他实施方式中，第一孔25也可以为弧形孔。

本实施方式中，绝缘子20的外直径为2.8cm～3.3cm。每一第一孔25的截面面积大于每一第二孔27的截面面积。第一孔25与通孔23同圆心设置，且第一孔25的大扇形的弦长为第二孔27内径的两至三倍，如两倍、二点五倍、三倍等。第二孔27的内径为通孔23的内径的一半，且每一第二孔27与相邻的两个第一孔25之间的距离相等。其他实施方式中，第一孔25不局限于与通孔23同圆心设置，也可与通孔23不同圆心设置。第二孔27的内径不局限于为通孔23的内径的一半，也可略大于或略小于通孔23的内径，如第二孔27的内径为通孔23的内径的0.4倍、0.6倍或0.7倍等。

请参阅图3，本发明第二实施方式的绝缘子40，其与第一实施方式中的绝缘子20的差别在于：绝缘子40的第一孔41不是贯通孔，而是第一孔41内设置一加强筋43，本实施方式的加强筋43为沿着绝缘子40的径向设置，即每一加强筋43与绝缘子40的两个端面45平行。每一加强筋43的周边与对应的第一孔41的内壁相连，并与绝缘子40的其他部位一体成型，因此，两个端面45上分别向内凹陷至加强筋43形成第一孔41，每一加强筋43的两侧分别设置一个第一孔41，第一孔41为盲孔。第一孔41及加强筋43的横截面同样为扇形或者弧形。本实施方式中，由于设置在孔内设置加强筋43，加强了绝缘子40的强度，但同时能够保证绝缘子40的占空比。

请参阅图4，本发明第三实施方式的绝缘子50，其与第一实施方式中的绝缘子20的差别在于：绝缘子50的第一孔51内设置加强筋53，加强筋53为沿绝缘子的纵向设置，且每一加强筋53与绝缘子50的中心轴线在同一平面上，即每一加强筋53的延长面过绝缘子50的中心轴线，由于第一孔51是扇形孔，加强筋53过中心轴线，因此每一加强筋53的宽度由外向内逐渐减小。加强筋53的周边与对应的第一孔51的内壁相连，并与绝缘子50的其他部位一体成型。在本实施方式中，每一第一孔51内的加强筋53为两条，因此，第一孔51被两条加强筋53分隔成了三个纵向设置的孔。在本实施方式中，加强筋53的两端分别与绝缘子50的两个端面平齐，即加强筋53的纵向长度与绝缘子50的纵向强度大致相等。在其他实施方式中，加强筋53的纵向长度也可小于绝缘子50的纵向强度，加强筋53可以完全收容在第一孔51内，加强筋53的端部与绝缘子50的端面相隔一段距离。本实施方式中，由于设置在孔内设置加强筋53，加强了绝缘子40的强度，但同时能够保证绝缘子50的占空比。

请参阅图5，本发明第四实施方式的绝缘子60，其与第一实施方式中的绝缘子20的差别在于：绝缘子60的第二孔62内设置有加强筋63，加强筋63的横截面为十字交叉的形状，加强筋63的周边与第二孔62的内壁相连，并与绝缘子60的其他部位一体成型。因此，加强筋63将第二孔62分隔成了四个纵向设置的孔。本实施方式中，由于设置在孔内设置加强筋63，加强了绝缘子60的强度，但同时能够保证绝缘子60的占空比。在其他实施方式中，第二孔62中的加强筋63也可设置为沿绝缘子60的径向设置。

请参阅图6，本发明第五实施方式的绝缘子70，其与第一实施方式中的绝缘子20的差别在于：绝缘子70的第一孔71内设置有加强筋73，加强筋73的横截面为大致呈十字交叉形状，加强筋73的周边与第一孔71的内壁相连，并与绝缘子70的其他部位一体成型。因此，加强筋73将第一孔71分隔成了四个纵向设置的孔。由于第一孔71为扇形，因此，加强筋73包括径向设置的加强筋和环向设置的加强筋，环向设置的加强筋为弧形，且三个第一孔71中的弧形加强筋在分布在同一圆环上。本实施方式中，由于设置在孔内设置加强筋73，加强了绝缘子70的强度，但同时能够保证绝缘子70的占空比。

请参阅图7，本发明第六实施方式的绝缘子80，其与第一实施方式中的绝缘子20的差别在于：绝缘子80的外侧壁81上开设条形槽83，条形槽83的长度方向与绝缘子80的中心轴线平行。在本实施方式中，条形槽83的数量为八个，且均匀间隔地设置为绝缘子80的外侧壁81上，八个条形槽83平行设置。在其他实施方式中，条形槽83的数量可不限定为八个，可以是一个或一个以上。在本实施方式中，由于设置条形槽83，能够进一步提高绝缘子的占空比，并保证绝缘子80的强度。

本发明提供的绝缘子可应用于高频连接器中，所述绝缘子采用机械强度较好、介电常数较稳定的交联聚苯乙烯绝缘材料或改性聚苯醚(MPPO)绝缘材料制成，本发明提供的绝缘子机械强度好、厚度薄，可满足高频连接器用绝缘子的强度及厚度需求。同时，本发明提供的绝缘子采用数控机床编程加工，镂空大部分所述绝缘子的绝缘材料，较大的提高了所述绝缘子中空气与绝缘材料的体积比(空气占有比例约60％)，减少信号反射，显著降低了所述绝缘子的等效介电常数(介电常数由实心时的2.6降至镂空时的1.6)，同时能够保证特性阻抗为50欧姆。且，由于所述截止频率与所述等效介电常数成反比，从而使应用所述绝缘子的高频连接器的截止频率较易提高至40GHz，所述高频连接器的工作频率也随之提高，本实施方式的绝缘子可用作射频同轴电缆绝缘体。

本申请的说明书和权利要求中，词语“包括/包含”和词语“具有/包括”及其变形，用于指定所陈述的特征、数值步骤或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数值、步骤、组件或它们的组合。

为清楚起见，本发明在单独实施例中所描述的某些特征，可以组合在单个实施例中使用。而且，在单个实施例中描述的本发明的各种特征，也可以在单独地或以任何合适形式在子组合中使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绝缘子，具有绝缘子本体，其特征在于，在所述本体的中心轴线处开设一通孔，在所述本体上还开设多个第一孔和多个第二孔，多个第一孔和多个第二孔围绕所述通孔设置，所述第一孔为扇环孔或弧形孔，所述第二孔为圆形孔。

2.如权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，每一所述第一孔位于两个所述第二孔之间，每一所述第二孔位于两个所述第一孔之间。

3.如权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，所述第一孔的数量为三个，所述第二孔的数量为三个。

4.如权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，每一所述第一孔的截面面积大于每一所述第二孔的截面面积。

5.如权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，所述第一孔和/或所述第二孔中设置加强筋。

6.如权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，所述绝缘子的外侧壁上开设至少一条平行于绝缘子的中心轴线的条形槽。

7.如权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，所述第一孔与所述第二孔形成的镂空体积占所述本体体积的60％。

8.如权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，所述本体由交联聚苯乙烯绝缘材料、或改性聚苯醚绝缘材料、或聚醚酰亚胺绝缘材料、或聚醚醚酮绝缘材料制成。

9.一种连接器，其特征在于，所述连接器包括外导体、内导体和如权利要求1-8中任一项所述的绝缘子，所述外导体套在所述绝缘子上，所述内导体插入所述绝缘子的通孔内。

10.如权利要求9所述的连接器，其特征在于，所述连接器为高频连接器。