CN201149927Y

CN201149927Y - 快插、自锁型电连接器

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Publication number: CN201149927Y
Application number: CNU2008200043280U
Authority: CN
Inventors: 瞿金良
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2018-01-30

Abstract

一种电连接器，其插头连接器的端部设有双齿环碟形锁紧片，该双齿环碟形锁紧片设有内齿；在插座连接器的外导体上设有周向的横截面呈梯形的凸起，该凸起的横截面具有上坡、平顶和下坡，这样，在连接过程中，所述内齿由斜坡上升至平顶达到最大弯曲变形，到达下坡时，发生了弯曲变形的内齿沿下坡的切线方向趋于恢复原状，最终内齿停留在下坡或下坡与平顶的交界处。根据本实用新型的电连接器在连接状态下可使连接端口之间的刚性0间隙，同时保持了很大的轴向作用力；内齿沿下坡的切线方向释放弯曲变形力时，该点的法线方向产生的静摩擦力能象螺纹连接一样实现自锁。当要解锁时在它的切线反方向施加一个很小的力即可解锁。用本实用新型技术设计制作的射频同轴连接器在接触端面的特性阻抗是连续的，接触是可靠的、稳定的，具有与螺纹连接方式同样的使用频率、优秀的RF性能和良好的交互调性能，并大大降低了RF泄漏。

Description

快插、自锁型电连接器

技术领域

本实用新型涉及一种电连接器，特别是，本实用新型涉及一种快插、自锁型电连接器。用本实用新型技术设计制作的RF COAXIALCONNECTOR，其插头和插座之间具有阻抗特性连续的接触界面，电磁波传输时在该接触面上引起的反射极小，具有良好的交互调性能，并大大降低了RF泄漏。

背景技术

美国专利US6,709,289B2公开了一种快插、自锁型电连接器，其利用一个弹性件42的弹性变形来消除由于零件35、38、43的加工误差所造成的在接触界面46、47处产生的间隙，同时依靠该弹性件42的弹力来获得插头35和插座38之间轴向的作用力。问题是，在该弹性件42所处的位置上，插头35和插座38之间的阻抗特性是不连续的，因此，在电磁波传输时，在该位置上会引起反射，造成VSWR变差(见图9和10)。

因此，在现有技术中，根据美国专利US6,709,289B2的射频同轴连接器的使用频率受到了限制，达不到用螺纹连接的射频同轴连接器的电性能指标，特别是6-11GHz时更加明显。

同样，美国专利申请US2003/0027435A1也具有相同的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种快插、自锁型电连接器，其插头和插座之间具有阻抗特性连续的接触面，避免电磁波传输时在该接触面上引起反射。

本实用新型的另一目的是提供一种快插、自锁型电连接器，其插头和插座之间的接触电阻非常小，且稳定。

本实用新型的另一目的是提供一种快插、自锁型电连接器，其插头和插座连接时交互调(PASSIVE INTERMODULATION)好，插入损耗小，并大大降低了RF泄漏。

本实用新型的另一目的是提供一种快插、自锁型电连接器，其密封效果好，抗振能力强。

本实用新型的另一目的是提供一种快插、自锁型电连接器，其结构简单，加工方便，不必改变或只需少许改动现有射频同轴连接器的内部尺寸，即可从螺纹连接型改为快插自锁型连接器，从而省去了大量的设计验证工作。

为此，本实用新型提供了一种电连接器，具有插头连接器和插座连接器，在插头连接器的端部设有双齿环碟形锁紧片，该双齿环碟形锁紧片设有内齿；在插座连接器的外导体上设有周向的横截面呈梯形的凸起，该凸起的横截面具有上坡、平顶和下坡，这样，在连接过程中，所述内齿由斜坡上升至平顶达到最大弯曲变形，到达下坡时，发生了弯曲变形的内齿沿下坡的切线方向趋于恢复原状，最终内齿停留在下坡或下坡与平谷的交界处；内齿的端面对下坡的法线方向产生推力作用，使端面与端面紧密接触，间隙为0，并保持较大轴向作用力，其特征在于，在插头连接器中部的具有较小内径的圆柱面和前端部的具有较大内径的圆柱面之间，设有由内壁限定的环形槽，在该环形槽内设有O型密封圈。

优选地，在该电连接器的组装状态下，插头连接器中部的具有较小内径的圆柱面对应于插座连接器前端部的圆柱面，而插头连接器中部的具有较大内径的圆柱面对应于插座连接器的凸起的平顶。

内齿沿下坡的切线方向释放弯曲变形力时，内齿端部18将以很高的加速度牢牢地切入下坡或下坡与平谷的交界处，使较长的内齿与下坡的夹角≥90°，使法向作用力对下坡表面产生很大的静摩擦力而达到自锁功能，整个圆周的内齿几乎垂直支撑在下坡表面，使连接器能抵挡很大的分离力，整个圆周的内齿已足够满足连接器的分离力要求。

优选地，插头连接器包括外导体和中心导体，插座连接器包括外导体和中心导体，在插头连接器与插座连接器的连接状态下，两个外导体相连接；两个中心导体相连接。

优选地，双齿环碟形锁紧片相邻的内齿长度有差异，使锁紧时内齿停留在下坡的不同圆周上，较长的内齿与下坡的夹角≥90°；而较短的内齿与下坡的夹角≤90°。

优选地，双齿环碟形锁紧片还包括外齿，外齿分布在同一圆周上，被固定在外导体的端部和压紧环之间；外齿和内齿中都开有长槽。

优选地，插头连接器具有内孔，插座连接器的平顶与插头连接器的内孔相配合。

优选地，压紧环紧压着锁紧片的外齿。

优选地，还设有解锁套，解锁套的解锁部位与锁紧片的解锁部位对准。

根据本实用新型的电连接器在连接状态下可使连接端口之间的刚性0间隙，同时保持了很大的轴向作用力，在接触端面的特性阻抗是连续的，接触是可靠的、稳定的，具有与螺纹连接方式同样的使用频率、优秀的RF性能和良好的交互调性能，并大大降低了RF泄漏。

根据本实用新型的电连接器，在插头连接器中部的具有较小内径的圆柱面和前端部的具有较大内径的圆柱面之间，设有由C形的三个内壁限定的环形槽，在该环形槽内设有O型密封圈。特别是，在该电连接器的组装状态下，插头连接器中部的具有较小内径的圆柱面对应于插座连接器前端部的圆柱面，而插头连接器前端部的具有较大内径的圆柱面对应于插座连接器的凸起的平顶。这样，在电连接器的连接过程中，插头连接器的O型密封圈与插座连接器的凸起的上坡之间没有相对滑动，不产生磨损；同时，O型密封圈自身产生弹性变形，对环形槽的三个内壁、插座连接器的前端部的圆柱面、和插座连接器的凸起的上坡都产生较大的挤压作用力，因此，根据本实用新型的电连接器，O型密封圈的密封效果好、抗振能力强、并且使用寿命长。

特别是，根据本实用新型的电连接器，使用频率可以达不到用螺纹连接的射频同轴连接器的电性能指标，特别是6-11GHz时性能优异。

附图说明

图1是根据本实用新型的电连接器在插头与插座连接状态下的结构示意图。

图2是根据本实用新型的电连接器的插头连接器的结构示意图。

图3是根据本实用新型的电连接器的插座连接器的结构示意图。

图4是根据本实用新型的电连接器的双齿环碟型锁紧片的透视图。

图5是根据本实用新型的电连接器的双齿环碟型锁紧片的横截面图。

图6是根据本实用新型的电连接器的压紧环的横截面图。

图7是根据本实用新型的电连接器的密封防水原理图。

图8a-8c是根据本实用新型的电连接器的轴向作用力的产生原理图。

图9是根据现有技术的电连接器的结构原理图。

图10是如图9所示的根据现有技术的电连接器的接触端面的局部放大图。

具体实施方式

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，快插、自锁型电连接器包括插头连接器2和插座连接器3。

如图2所示，插头连接器2包括外导体5和中心导体7。外导体的部位21、22设有由弹性材料制成的双齿环碟型锁紧片8和压紧环9。外导体5的径向外侧设有解锁套10。外导体5的内侧面上设有一个由内壁15、16、17限定的槽，该槽内设有O型密封圈。

如图3所示，插座连接器3包括外导体4和中心导体6。中心导体6由弹性材料制成，该中心导体6面向中心导体7的一端具有端孔，该端孔的侧壁上设有若干纵向槽，使得中心导体6的端部具有弹性，以便于与中心导体7的连接。外导体4的外表面设有一个截面为梯形的环，该梯形环具有上坡12、平顶13、和下坡14。上坡12在锁紧片8的内齿24在其上滑动通过时使锁紧片8产生弯曲变形，从而积蓄能量；平顶13用于与插头连接器2的内孔25配合，以使得插头连接器2和插座连接器3保持同轴度；下坡14在锁紧片8的内齿24在其上滑动通过时使锁紧片8几乎恢复至弯曲变形前的状态，从而插头锁紧连接器2。

这种快插、自锁型连接器在连接过程中，锁紧片8的各个内齿24的顶部18沿下坡14的切线方向迅速释放在连接过程中由于锁紧片8弯曲变形而积蓄的大部分能量，同时，在内齿24释放积蓄能量的过程中，它的顶部18沿下坡14的法线方向产生了很大的推力，各个内齿24的顶部18的推力的合力就构成了如图1所示的接触面4a加在接触面5a上的接触作用力。同时法线方向的作用力几乎垂直地作用在下坡14上，由此而产生的静摩擦力能象螺纹连接一样，实现了连接器的自锁功能。

由于下坡14的平峪14a的设置使得内齿24的弯曲变形尚未全部释放，所以还有弹力存在，该弹力的方向指向轴心，从而提高连接的可靠性。如图8a-8c所示，这种连接过程使得两个连接器的接触面之间的间隙为0。

这种连接和锁紧的方式使得根据本实用新型的射频同轴连接器的接触端部4a、5a具有连续的阻抗，接触电阻极小而稳定，具有极小的RF反射并大大降低了RF泄漏。

另外，根据本实用新型的射频同轴连接器具有良好的交互换性能和极小的插入损耗。

另外，如图7所示，当插头连接器2与插座连接器3连接时，外导体3的上坡12使半裸的密封圈11产生较大的压缩变形，使得O型密封圈11对槽的内壁15、16、17、上坡12、和圆柱面12a都有挤压作用，因此，这一对连接器在连接状态下有良好的气密封和抗振作用。

在图1中可以看出，压紧环9的部位9a紧贴在锁紧片8的外齿部位，使锁紧片8安装牢靠，并且锁紧功能稳定。另外，压紧环9的部位9b大大提高了锁紧片的保持力。

根据本实用新型，如图4所示，根据不同连接器的需要，双齿环碟型锁紧片8可具有12～24个不等的外齿23和内齿24。外齿高度相同；在同一圆周上，相邻的内齿高度略有差异。各内齿都有独立的自由度。

在锁紧状态下，较长的内齿24与下坡14的夹角≥90°(见图8a)；而较短的内齿24与下坡14的夹角≤90°(见图8c)。这样，下坡14与锁紧片8锁紧时，锁紧片8在纵向和径向都对下坡保持有一定的弹力，从而增加了锁紧的可靠性。

外齿和内齿之间分别开有长槽23a和24a，外齿23作固定用，内齿24作锁紧时支撑用，外齿与内齿之间的开槽部分可产生弹性变形，以积蓄能量。另外，当内齿顶部受力时，内齿支撑底部AD只有AB和CD两段截面发生弹性变形，这样，解锁力就减小。当内齿作支撑时，底部AD有较长的支撑底面，能承受很大的支撑力。

如图1所示，当连接器需要分离时，只要移动解锁套10，使解锁套10的部位20推动锁紧片8的部位26，使之脱离下坡14并高于平顶13即可轻松解锁，最终使插头连接器2与插座连接器3分离。此时，双齿环碟型锁紧片8在连接过程中产生的弯曲变形全部释放，所有内齿都恢复至初始的自由状态。

根据本实用新型的电连接器在连接过程中，如图8a-8c所示，双齿环碟型锁紧片8的内齿24的端面18在下坡14的法线方向上产生一定的作用力，使得连接器3的界面4a产生很大的与另一个连接器2的界面5a相接触的推力，使得根据本实用新型的射频同轴连接器能像常规用螺纹连接的射频同轴连接器一样做到接触端面的刚性0间隙，使得界面阻抗特性连续，电磁波传输时不会引起反射；同时，插座3的外导体端面4a对插头2的外导体端面5a有很大的轴向作用力，使连接状态下的接触电阻非常小，且稳定。

根据本实用新型的电连接器能实现快插、自锁功能，可广泛用在射频同轴连接器或其他电连接器。

根据本实用新型，如图8a-8c所示，双齿环碟型锁紧片8的相邻不同高度的内齿24支撑在不同圆周的梯形下坡14上，确保电连接器在连接状态下接触端面4a与5a之间的0间隙，同时，接触端面又有很大的轴向作用力。在电气性能上，避免了在接触端面阻抗不连续引起的反射问题，具有较小的VSWR，尤其是良好的交互调性能和较低的插入损耗。

根据本实用新型，如图7所示，连接器在作机械连接时，插座连接器的圆柱面12a和上坡12使插头连接器半裸在由内壁15、16、17限定的槽内的O型密封圈11由于被挤压而变形，使密封圈对槽的内壁15、16、17、上坡12、圆柱面12a都产生接触作用力，从而提高了连接器的密封效果和抗振能力。

根据本实用新型，在插头连接器的锁紧片上放置了一个压紧环9，同时锁紧片8弹性部位的圆弧面紧贴压紧环的9b，当内齿受力时，封闭的压紧环能保证有足够大的支撑能力，可提高锁紧片的内齿支撑力，从而提高了锁紧片的安装可靠性，同时也提高了保持力和持久性等性能指标。

根据本实用新型的射频同轴连接器结构简单，加工方便，在很多使用场合可替代用螺纹连接的射频同轴连接器，而不必改变或很少改变现有射频同轴连接器的内部尺寸即可改进成快插、自锁型电连接器，从而省去了大量的设计验证工作。

事实上，在本实用新型的构思下，还可以有其他的实施例。本领域的技术人员根据本实用新型的公开内容，容易对本实用新型进行修改、变化、完善，例如，可以在锁紧片8上设置弹性部位，而取消压紧环9。然而，这样做将落入所附权利要求书所要求的专利保护范围。

Claims

1.一种电连接器(1)，具有插头连接器(2)和插座连接器(3)，在插头连接器(2)的端部设有双齿环碟形锁紧片(8)，该双齿环碟形锁紧片(8)设有内齿(24)；在插座连接器(3)的外导体上设有周向的横截面呈梯形的凸起，该凸起的横截面具有上坡(12)、平顶(13)和下坡(14)，这样，在连接过程中，所述内齿(24)由斜坡(12)上升至平顶(13)达到最大弯曲变形，到达下坡(14)时，发生了弯曲变形的内齿(24)沿下坡(14)的切线方向趋于恢复原状，最终内齿(24)停留在下坡(14)或下坡(14)与平谷(14a)的交界处；内齿的端面(18)对下坡(14)的法线方向产生推力作用，使端面(4a)与(5a)紧密接触，间隙为0，并保持轴向作用力，其特征在于，

在插头连接器(2)的具有较小内径的圆柱面(27)和具有较大内径的圆柱面(25)之间，设有由内壁(15、16、17)限定的环形槽，在该环形槽内设有O型密封圈。

2.如权利要求1所述的电连接器(1)，其特征在于，在该电连接器(1)的组装状态下，插头连接器(2)的具有较小内径的圆柱面(27)对应于插座连接器(3)的圆柱面(12a)，而插头连接器(2)的具有较大内径的圆柱面(25)对应于插座连接器(3)的凸起的平顶(13)。

3.如权利要求1所述的电连接器(1)，其特征在于，插头连接器(2)包括外导体(5)和中心导体(7)，插座连接器(3)包括外导体(4)和中心导体(6)，在插头连接器(2)与插座连接器(3)的连接状态下，外导体(5)与外导体(4)相连接；中心导体(7)插入中心导体(6)。

4.如权利要求1所述的电连接器(1)，其特征在于，双齿环碟形锁紧片(8)相邻的内齿长度有差异，使锁紧时内齿稳固停留在下坡(14)的不同圆周上，较长的内齿与下坡(14)的夹角≥90°；而较短的内齿与下坡(14)的夹角≤90°。

5.如权利要求3所述的电连接器(1)，其特征在于，双齿环碟形锁紧片(8)还包括外齿(23)，外齿分布在同一圆周上，被固定在外导体(5)的端部(21)和压紧环(9)之间；外齿和内齿中都开有长槽。

6.如权利要求1所述的电连接器(1)，其特征在于，插头连接器(2)具有内孔(25)，插座连接器(3)的平顶(13)与插头连接器(2)的内孔(25)相配合。

7.如权利要求5所述的电连接器(1)，其特征在于，压紧环(9)紧压着锁紧片(8)的外齿(23)。

8.如权利要求1所述的电连接器(1)，其特征在于，还设有解锁套(10)，解锁套(10)的部位(20)与锁紧片(8)的部位(26)对准。