CN1101066C - 可安装在线路板上的同轴连接器 - Google Patents

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Abstract

适于在线路板(12)的边缘(14)安装在其上的同轴连接器(10)，它具有一粗大壳体后段(22)和细长带螺纹圆柱状壳体前段(30)的外导体块状壳体(20)。提供有一壳体底部(70)，其自与内导体(40)共平面的翼翅(24)的面向下的壳体表面(60)之后向下垂悬，延伸穿过线路板凹口(16)，使壳体底部(70)提供于面向下的壳体表面(60)的最前端(62)之后。该壳体底部具有足够的质量使连接器的质量中心移至面向下的表面(60)的最前端(62)之后，从而在将连接器(10)锡焊到线路板上之前的组装过程中无需使用工具使连接器(10)稳定地保持在线路板的顶面上。

Description

可安装在线路板上的同轴连接器
本发明涉及电连接器领域，更具体地涉及可以安装在线路板上的同轴连接器。
同轴连接器提供一个同轴布置在外导体内的内导体或信号导体，两者都有精确控制的半径和一条共同的轴线，在其之间布置有绝缘材料。某些特定的同轴连接器可以安装在线路板上，信号导体与线路板的信号电路电连接，而外导体与线路板上的接地电路电连接，且这种电连接通常是用锡焊的方法实现的。一种这类连接器公开在美国专利No.4,650,271。在美国专利No.5,405,267中，多个类似的可安装于线路板上的同轴连接器固定在一个沿线路板的边缘联结在线路板之上的安装支架上，各同轴连接器于电气设备的输出/输入口处穿过板上的切口延伸出来。
一种这样的同轴连接器可以从AMP公司购得，称为“F”连接器，零件号No.415024-2。外导体是一金属块状壳体，将外于绝缘材料衬套内的内导体包裹在内，并延伸出线路板的安装端和与其相反的配接端，配接端形成带螺纹的细长圆柱体，其实际凸出到线路板的边缘外，延伸穿过板的切口，配接连接器将以螺纹方式联结在其之上。这种连接器的壳体在粗大的壳体后段的一部分上要包括面向下的表面，在锡焊前布置在邻接线路板边缘的那部分线路板表面上，容易地提供可锡焊于线路板的接地电路上的外导体连接段。内导体向后直线延伸，也与线路板表面对正，与线路板的信号电路电连接。为使同轴连接器的阻抗匹配最佳，不仅希望粗大的壳体后段环绕内导体，而且希望其横截面与配接同轴连接器的横截面大体相同，因此，壳体的一部分必须延伸到它所安装在其上的电路板的表面之下，要求形成一个自线路板边缘延伸到线路板内的凹口，以为粗大的壳体的下半部提供足够的空间，使内导体向前到达并终止于信号电路。
人们希望提供这样的同轴连接器，它适合于利用包括能将连接器沿线路板边缘精确定位在安装位置的机器人取置设备等自动组装技术方便地安装到线路板上，随后在不同的工位进行锡焊，以形成所需的与线路板的电连接。
本发明提供了一种可以利用取置设备安装在线路板边缘的同轴连接器，它在锡焊前不使用工具、夹具或固定部件就能稳定地放置在线路板表面的安装位置，且占线路板的面积最少。
本发明提供一种同轴连接器，其类型适于安装于线路板上且具有一外导体块状壳体和同轴布置于从头至尾处在绝缘衬套之内的孔中的内导体，并具有与线路板的安装表面对正内导体的暴露的后部线路板连接段，用来使线路板信号电路电连接至延伸至细长圆柱形壳体前段的前导端的承窝接触部分，而粗大的壳体后段包括在线路板的安装位置与其安装表面对正并邻接的共平面的面向下的表面，用于与线路板的接地电路形成电连接；其特征在于：块状壳体包括壳体底部，其自上述面向下的表面的最前端向后并向下垂悬到上述面向下的表面之下，上述壳体底部具有足够的质量，用以平衡凸出到上述面向下的壳体表面的最前端之前的连接器的前部的质量，因此，连接器的质量中心自线路板边缘内移，且一旦将连接器放置在线路板的安装表面上，它在锡焊前即可稳定地保持在该位置上，无需任何定位装置，其壳体底部穿过线路板上的互补凹口向下延伸。
通过壳体的线路板接合表面之下的线路板凹口内自线路板边缘向内凸出的粗大壳体的下半部，其质量足以使连接器的质量中心位于线路板边缘以内，同时保持紧凑的外形。
现在将以举例的形式参照附图对本发明的一个实施例进行说明，其中：
图1和图2是本发明同轴连接器的前视和后视的立体图；
图3是该连接器的纵截面图；以及
图4是安装在线路板上处于安装位置的连接器的底视图。
同轴连接器10沿线路板12(见图4)的边缘14可安装在该线路板上，该线路板设置有凹口16和定位孔18，适于在安装位置进行安装。连接器的外导体20是一个金属块状壳体，例如镀镍的模铸锌，且包括一粗大的壳体后段22，沿其二侧有一对自后表面26向前延伸的翼翅24，它们各有一自其向下悬垂的定位销28，可承纳于线路板12的相应的定位孔18内，以便在将连接器放置到线路板上于安装位置时使其精确定位。
壳体前段30是一长圆柱体，尺寸规格为其直径小于壳体后段22的宽度和高度，并延伸出一个前导端32，该前导端自横向凸缘36的前表面34实际凸出超过线路板的边缘14，并穿过和超出板切口，以与一互补的连接器(未示出)相配接，带有螺纹表面，使锁紧螺母(未示出)和配接连接器的联结螺母(未示出)以螺纹联结方式牢固地联结其上，从而将连接器固定在其完全配接的状态。横向凸缘36自线路板边缘向前延伸，用以安置在外护罩(未示出)的板壁的内表面上对应的凹槽内，在使用中，连接器和线路板组件均置于该外护罩内。如图3可见，同轴布置于外导体20的中心孔38内的是诸如铜铍合金的内导体40，其布置在例如TEFLON(特氟隆)聚四氟乙烯树脂(特拉华州Wilmington的E.I.DuPont de Nomours and Company的商标)绝缘衬套42的中心通道内。
内导体40按传统方式利用例如小定位倒钩44保持在衬套42内，其包括一根小直径细长销钉，该销钉自靠近壳体前段30的前导端32的承窝接触部分46向伸展到壳体后段48的后表面26的线路板连接段48延伸。绝缘衬套42最好在前导端32处确定一呈锥形的入口50，紧接在承窝接触部分46之前形成一引入端，以便于接纳同轴电缆连接器的一端，或配接连接器(未示出)的配接销。所示的绝缘衬套42通过金属定位环52固定在中心孔38上，该定位环是强力配装在前导端32的中心孔38内的，而衬套后端54与壳体后段内的凸台56靠接。在凸台56向后延伸出直径较小的孔后段，它一直延伸到后表面26，内导体40的线路板连接段48穿过该孔同轴地延伸至壳体后表面26。
内导体40的线路板连接段48最好沿线路板12的安装表面布置，以便锡焊在线路板相应的信号电路上。翼翅24的面向下的表面60也沿线路板12的安装表面布置，以便锡焊于线路板的接地电路上，在图2中，线路板连接段48的底部和面向下的表面60是共平面的。翼翅24最好厚度较薄且与内导体处于同一平面内，简单地起到支撑在线路板表面的邻接凹口16的作用，并提供定位销钉，而后起到使外导体与线路板接地电路产生电连接的作用。翼翅24自壳体后表面26延伸至最前端或前导端62，于紧靠横向凸缘36的后面处终止。
根据本发明，壳体后段22提供有一底部70，通过与翼翅24的面向下的表面60共平面的线路板凹口16垂悬向下，它适用于以紧凑的形状提供足够的质量有效地平衡同轴连接器的前部的质量，该前部不仅凸出到线路板边缘14之外，而且几乎其一半质量凸出到线路板的上平面或安装平面之下。因此本发明使质量中心自线路板边缘内移，足以使同轴连接器在简单地将其放置在位之后即能稳定地支撑在线路板的表面上，在锡焊前(包括在工位之间水平移动)无需使用任何形式的夹持工具或单独的固定装置，否则只有用诸如线路板锁卡装置或粘接剂或向后伸出的镇重物等夹具、工具或单独的固定装置来把持住，才能使同轴连接器不绕线路板的前缘向前和向下转动。本发明还使提供与线路板接触的面向下的表面的壳体后段的翼翅的水平延伸量减至最小，从而减少了安装位置的尺寸和同轴连接器10所占据的线路板实际面积。
下部70最好呈块状，它自前表面72延伸至后表面74，向前终止于定位销28和定位孔18，它具有侧表面76和呈平面的底表面78，从而具有与形状简单且容易构成的线路板凹口16大体互补的形状和尺寸，同时通过该凹口垂悬到线路板的底表面之下。前表面72向前最好不是位于与翼翅24的最前端或前导端62相交的垂直平面。另外，内导体40的线路板连接段48之上的壳体后段最好完全延伸至内导体40的线路板连接段48的最后端，以有助于使质量中心处于翼翅24的最前端之后。
再有，根据本发明的再一个方面，沿与翼翅24的最前端或前导端62相交的垂直平面之后的壳体后段22的顶表面提供有一能用真空取置设备抓取的大体平面的部分80，在自动组装过程中同轴连接器是用这种设备移动和定位的。
在图1至图3中可以看到，自壳体底部70的前表面72向后形成的同轴连接器10的后区A最好与翼翅24的前导端62对齐，而包括壳体前段30以及横向凸缘36的前区B将定位在线路板边缘之外，并如图3可见，沿板的内表面布置在线路板所安装在其内的电子设备的输入/输出口处，同时带螺纹的前部穿过板的切口伸出，并接受一锁紧螺母(带锁紧垫圈)以螺纹方式紧固其上，从而将连接器沿线路板的外表面固定在板上(沿内表面还使用护孔垫圈)，而后有配接连接器的联结螺母以螺纹方式联结其上。
再有，如图1至图3可见，在翼翅24的面向下的表面60的水平面之下和内导体40之下构成下区C，而安装平面以上的区域为上区D。
在连接器10的一个实施例中：衬套42是特氟隆材料且中心接触直径为0.045英寸；壳体前段30为0.625英寸长且外径为0.315英寸；中心孔38自前导端32至凸台56为1.00英寸，直径0.260英寸，且后孔的直径为0.157英寸；横向凸缘36从前至后为0.125英寸，且高和宽为0.500×0.500英寸；壳体后段22在上区D从前至后为0.655英寸，最宽宽度0.500英寸，横跨顶表面80为0.198英寸宽，高度0.269英寸。在下区C和后区A的壳体下部70从前至后为0.470英寸，宽0.500英寸，自翼翅24的面向下的表面60之后向下垂悬的深度为0.298英寸。计算得出，重心CG(见图3)位于距接触中心轴之下的距离Λ1为0.0245英寸且处在距翼翅24的最前表面62和壳体底部70的前表面之后的距离Λ2为0.110英寸的垂直平面内，使翼翅24的最前表面62充分向后，大体与线路板的边缘相吻合。使连接器10在锡焊前和锡焊过程中无需辅助工具即能保持稳定地放置在线路板12上。
在一第二实施例中，对尺寸和形状均类似，只是衬套为30％玻璃填充的聚酯(较特氟隆重)且壳体底部的深度较浅(面向下表面之下0.231英寸)，使其底表面与横向凸缘的底表面一致的连接器的重心位置进行了计算。该重心位于自翼翅的最前缘向后0.080英寸的垂直平面且大体在接触中心轴上。
本发明的同轴连接器是阻抗匹配的，以提供高性能的75欧姆连接器，用于自标准75欧姆同轴电缆的信号转换，例如最好是在居所或办公室用于从网络界面盒(Network Interface Box)或电缆接口装置(Cable Access Unit)接收的来自分布电缆的电话或电视信号的传输。此处所述的连接器适用于自连接器向线路板沿平面方向连续延伸的接地电路，在连接器和线路板上，接地电路与两侧的信号电路分隔开一最佳距离，满足其平面波导布置的要求，具有信号衰减最小和在组装后对线路板调校最少的优点。

Claims (3)

1.一种同轴连接器(10)，其类型适于安装于线路板(12)上且具有一外导体块状壳体(20)和同轴布置于从头至尾处在绝缘衬套(42)之内的孔(38)中的内导体(40)，并具有与线路板(12)的安装表面对正内导体的暴露的后部线路板连接段(48)，用来使线路板信号电路电连接至延伸至细长圆柱形壳体前段(30)的前导端(32)的承窝接触部分(46)，而粗大的壳体后段(22)包括在线路板(12)的安装位置与其安装表面对正并邻接的共平面的面向下的表面(60)，用于与线路板的接地电路形成电连接；其特征在于：
块状壳体(20)包括壳体底部(70)，其自上述面向下的表面(60)的最前端(62)向后并向下垂悬到上述面向下的表面(60)之下，
上述壳体底部(70)具有足够的质量，用以平衡凸出到上述面向下的壳体表面(60)的最前端(62)之前的连接器(10)的前部的质量，
因此，连接器的质量中心自线路板边缘内移，且一旦将连接器放置在线路板(12)的安装表面上，它在锡焊前即可稳定地保持在该位置上，无需任何定位装置，其壳体底部(70)穿过线路板(12)上的互补凹口(16)向下延伸。
2.如权利要求1所述的同轴连接器(10)，其特征还在于，上述壳体后段(22)具有一个平面的顶表面(80)，在上述面向下的壳体表面(60)的上述最前端(62)之后形成一抓取表面，便于在将该连接器安装到线路板(12)的过程中使用真空取置设备。
3.如权利要求1和2的任一款所述的同轴连接器(10)，其特征在于，壳体后段(22)延伸至上述内导体(40)的上述线路板连接段(48)的最后端。
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