TWI661625B - 具有一可擴張掣爪的同軸纜線連接器 - Google Patents

Abstract

一種同軸纜線連接器包含具有一縱向軸線、一前端、一相對後端及一內部之一主體。一掣爪支承在該主體之該內部中以用於與施加至該內部之一纜線嚙合且防止該纜線在如此施加至該內部之後縮回。該掣爪為波紋狀的以允許該掣爪在該纜線施加至該內部時沿圓周變形。

Description

具有一可擴張掣爪的同軸纜線連接器

本發明一般而言係關於電設備，且更特定而言係關於同軸纜線連接器。

同軸纜線在傳輸器與接收器之間傳輸射頻(「RF」)信號且用於使工廠及供應商設備與電子組件(諸如電視機、纜線接線盒、DVD播放器、衛星接收器、數據機及具有一同軸埠之其他電裝置)互連。典型同軸纜線包含被一撓性介電質絕緣體、一箔層、一導電金屬管狀護套或護罩及一聚氯乙烯套罩環繞之一內導體。透過該內導體傳輸RF信號。導電管狀護罩提供一接地且抑制對內導體中之RF信號之電與磁干擾。

同軸纜線在其可耦合至電裝置之前必須藉助纜線連接器進行裝配。連接器通常具有一連接器主體、經安裝以在連接器主體之一端上旋轉之一耦合螺母或螺紋配件、自一相對端延伸至連接器主體中以接納同軸纜線之一膛孔及在膛孔內與配件電通信地耦合之一內支柱。

存在諸多不同類型之同軸纜線連接器，且每一類型具有其自身之優點與缺點集合。舉例而言，一般藉助一工具將大多數連接器壓接至一同軸纜線之一經製備端上以將連接器施加至同軸纜線。壓接可提供一極牢固裝配，但偶爾導致一經壓扁同軸纜線，該經壓扁同軸纜線遞送因洩漏、干擾或不良接地而降級之一信號。作為另一實例，當連接器之某些耦合螺母緊密地安裝至連接器主體使得將連接器旋擰至一電裝置之支柱上可係極困難的時，其他連接器具有過於鬆弛地安裝之配件且配件與內支柱之間的電連接在配件自支柱移開時可能被破壞。又進一步地，某些連接器在過於鬆弛地施加至纜線自身之情況下將實際上自纜線脫落，從而完全切斷傳輸器與電裝置之間的RF連接。再進一步地，通常必須藉助一工具將連接器裝設至一纜線上，且對於不需要裝設工具之彼等連接器，纜線與連接器之間的一良好品質連接極難以達成。可將其他纜線連接器推動至纜線上或推動至同軸埠上，但此等連接器不始終提供至纜線或埠上之一牢固裝配。又其他連接器易受水及濕氣進入影響。需要用於同軸纜線之一經改進連接器。

一例示性同軸纜線連接器包含具有一縱向軸線、一前端、一相對後端及一內部之一主體。一掣爪支承在該主體之該內部中以用於與施加至該內部之一纜線嚙合且防止該纜線在如此施加至該內部之後縮回。該掣爪為波紋狀的以允許該掣爪在該纜線施加至該內部時沿圓周變形。

上文向讀者提供對下文所論述之某些實施例之一極簡潔總結。進行簡化及省略，且總結不意欲以任一方式限制或界定本發明之範圍或其關鍵態樣。更確切地說，此簡潔總結僅僅向讀者介紹本發明之某些態樣以為下文之詳細說明做準備。

現在參考圖式，其中貫穿不同圖使用相同參考符號來指定相同元件。圖1圖解說明根據本發明之原理構造及配置之一同軸纜線連接器10，如自一後視圖來看在一同軸纜線11上之一經施加狀態中其將表現。纜線11例示一習用同軸纜線，諸如一RG59或RG6同軸纜線，且包含自連接器10延伸出之用於傳遞RF信號之一內導體12 (圖5C中所展示)。連接器10包含具有相對前端14及後端15之一圓柱形主體13以及經安裝以旋轉至主體13之前端14之一同軸螺紋配件或耦合螺母20。一縱向軸線A延伸穿過連接器10之中心且穿過主體13，且連接器10、主體13及耦合螺母20中之每一者相對於縱向軸線A具有旋轉對稱性。

圖1至圖5C展示連接器10之一項實施例；圖6展示一類似連接器110之一替代實施例。兩個實施例支承可用於形成圍繞纜線11之一密封且用於防止纜線11自連接器10及110移除之一可擴張掣爪16。圖1至6展示同軸纜線連接器之例示性實施例，且應理解，本文中所闡述之可擴張掣爪可用於具有與連接器10及110之實施例共同之某些結構元件及特徵之諸多風格之連接器中。

在圖1至圖5C中所展示之實施例中，掣爪16形成於一內套筒21上，支承在主體13之內部18內。圖2係展示自連接器10移除之內套筒21之一分解後視透視圖。內套筒21具有一敞開前端22、一相對敞開後端23及在前端22與後端23之間延伸且包含相對內表面25及外表面26之一圓柱形側壁24。套筒21之內表面25限定且界定自前端22穿過套筒21至後端23具有一個一致內直徑之膛孔30，該膛孔30經結構化以緊密地接納同軸纜線11。外表面26具有一貫地比內直徑大出側壁24之一個一致厚度之一外徑。

套筒21具備一壓縮總成31，壓縮總成31整體地形成於側壁24中且包含自內表面25穿過側壁24至外表面26形成之複數個螺旋形狹槽36從而界定側壁24之斜紋結構肋37。在肋37之間的狹槽36允許壓縮總成31回應於將纜線11軸向施加至連接器10之內部18中而在一未經壓縮狀態(如圖5A及圖5C中所展示)與一經壓縮狀態(如圖5B中所展示)之間移動以便嚙合纜線11從而形成連接器10與纜線11之間的一牢固耦合。當將纜線11引入至套筒21之膛孔30中時，狹槽36回應於套筒21在其前端22與後端23之間的軸向壓縮而摺疊，其中在前端22及後端23移動至一起時肋37移動至一起。除非另有指示，否則如此處所使用之術語「軸向」意指平行於縱向軸線A延伸或對準，且術語「徑向」意指大體沿著自縱向軸線A向外延伸之一半徑而對準。

本文中所展示之壓縮總成31僅僅為允許套筒21軸向壓縮使得套筒21之後端23在連接器10之內部18中相對於連接器10之主體13之後端15向前移動之一構件。熟習此項技術者將容易地瞭解，可使用(諸如)具有在替代定向中之狹槽36之壓縮總成31之其他實施例，如美國專利第9,088,078號中所揭示。

如圖2中所展示，掣爪16包含一唇緣32及形成於內表面25上之一鉸鏈33。鉸鏈33係唇緣32與側壁24之內表面25之間的一連續環狀活動鉸鏈。藉此唇緣32係徑向向內且向前朝向套筒21之前端22突起之側壁24之一連續環狀延伸部。唇緣32具有一內邊緣或自由邊緣34，以自後端23向膛孔30中限定且界定具有一直徑B之一開口35。因此，唇緣32在鉸鏈33上樞轉且在自由邊緣34中終止。

唇緣32及鉸鏈33共同界定在其中唇緣32準備接納纜線11之施加之一初始凸起狀態(圖5A中所展示)、其中唇緣32容納纜線11之回應於將纜線11施加至連接器10之一偏轉狀態(圖5B中所展示)及其中唇緣32嚙合纜線11且防止纜線11自套筒21移除之回應於纜線11相對於連接器10縮回之一嚙合狀態(圖5C)之間移動之掣爪16。如將闡釋，與一掣爪之機制一致，唇緣32移動至偏轉狀態中且套筒21回應於纜線11施加至套筒21之內部18而軸向壓縮以便嚙合纜線11。一掣爪為適於與一元件嚙合以允許該元件之向前移動且防止該元件之向後移動之樞轉桿。在此處，除其他功能及優點之外，唇緣32及鉸鏈33亦用作以一連續且環狀配置形成於連接器10之主體13內之此一掣爪。

現在參考圖3A及圖3B中之套筒21之孤立視圖，且亦參考圖5A中之剖面視圖，唇緣32具有指向套筒21之後端23之一連續傾斜後面41及指向前端22之相對連續向前面40。向前面40及後面41在自由邊緣34處相交。自由邊緣34圍繞唇緣32連續地延伸且徑向向內指向內部18中。在一實施例中，唇緣32由具有半剛性、撓性及彈性材料特性之材料或材料組合構造，從而允許唇緣32沿著內表面25處之活動鉸鏈朝向側壁24徑向向外撓曲，朝向套筒21之中心徑向向內抵抗撓曲及彎曲，且然後在撓曲之後朝向其原始位置往回偏置。以此方式，唇緣32操作為一掣爪以使纜線11偏轉且允許纜線11向前移動且然後防止纜線11自連接器10向後移動。在其他實施例中，唇緣32由剛性或半剛性材料以及撓性材料構造，如將闡述，從而允許唇緣32之部分徑向且沿圓周撓曲。一環狀偏轉空間42位於向前面40與側壁24之內表面25之間以在唇緣32徑向向外撓曲至偏轉狀態中時容納唇緣32。

如圖3A中所見，唇緣32為波紋狀的；其形成有諸多交替脊部43及溝部44，一組脊部43及溝部44界定一波紋45。存在形成於唇緣32上之數個波紋45。波紋45在一徑向方向上，此乃因脊部43及溝部44沿著唇緣32在鉸鏈33與自由邊緣34之間延伸，此在一大體徑向方向上。唇緣32形成有大致七個脊部43 (至少五個為可見的)及七個溝部44 (至少六個為部分可見的)。每一脊部43自鉸鏈33徑向向內延伸且為大體平坦的。溝部44在每一脊部43之間延伸。溝部44為扇形的；在掣爪16之凸起狀態中，溝部44經仿形使得其朝向前端22彎曲。換言之，其相對於前端22為凸面的且相對於後端23為凹面的。當在掣爪16之凸起狀態中時，脊部43為共面的且平坦地位於法向於套筒21之側壁24之一平面中，且溝部44自該平面向外且向前朝向前端22彎曲。

波紋45使唇緣32具備以彈性方式擴張之獨特能力。自由邊緣34具有沿著脊部43及溝部44兩者之端延伸之一圓周尺寸。該尺寸在唇緣32之所有配置中保持恆定，但由於其在掣爪16之凸起狀態中就自由邊緣34而言為扇形的，因此此允許唇緣32以獨特方式移動。

在圖3A中，掣爪16在凸起狀態中，如在一纜線11已完全施加至連接器10之前其將表現。脊部43向內指向，溝部44為扇形的，且唇緣32呈現其內直徑B，其中自由邊緣34關於唇緣32具有一扇形或波紋狀輪廓。圖4A中清晰地展示自由邊緣34之扇形形狀，如在纜線11未施加至連接器10之內部18時其將表現。

當施加一纜線11時，掣爪16移動至偏轉狀態中。圖3B孤立地展示套筒21，如在掣爪16之偏轉狀態期間其將表現。簡單而言，當纜線11施加至連接器10時，纜線11致使掣爪16向前偏轉同時亦徑向向外擴張。脊部43一般維持其形狀，但更改其定向，從而回應於纜線11之引入而在鉸鏈33上向前且徑向向外樞轉。然而，脊部43之間的溝部44在其在鉸鏈33上向前且徑向向外樞轉時變形。溝部44趨向於變平，其中接近於脊部43之側比溝部44之中間部分更多地向前且向外移動。自由邊緣34沿著且跨越所有脊部43及溝部44達成對準，且如此，自由邊緣34採取圖3B中所展示之圓形形狀，且唇緣32具有稍微大於直徑B之一經修改內直徑B’。在此偏轉狀態中，唇緣32抵靠纜線11緊密地裝配；自由邊緣34具有圖4B中最佳所見之一圓形形狀，其抵靠纜線11密封以緩解液體及濕氣進入且亦防止纜線11自連接器10縮回。

現在參考圖5A至圖5C，為將連接器10施加至纜線11上，根據眾所周知及習用技術對纜線11進行剝離及製備，包含剝去一套罩50之一部分且將一撓性護罩51回折至套罩50上方以在同軸纜線11之一經暴露向前端處暴露包圍內導體12之一介電質52。藉由以下方式將纜線11之向前端引入至連接器10中：(諸如)用手拿起纜線11，且將內導體12與縱向軸線A對準，將該向前端朝向連接器10之主體13之後端15呈現，且然後沿著由圖5B中之箭頭線C大體指示之一方向將向前端傳遞穿過後端15。內導體12及介電質52進入連接器10之一內支柱17且與內支柱17之一內表面53接觸地橫向移動。

往回捲曲至套罩50上方之纜線11之護罩51抵靠內支柱17之一外表面55上之一脊部54且在脊部54上方移動，且碰到唇緣32之後面41。唇緣32最初在掣爪16之凸起狀態中徑向向內指向，如圖5A中所展示。套罩50及回折至套罩50上方之護罩51具有比唇緣32之自由邊緣34與脊部54之間的一環狀間隙60之寬度大之一厚度，使得唇緣32與脊部54協作以定義對纜線11沿著箭頭線C之方向前進之一阻礙或干涉。

然而，沿著箭頭線C施加一經增加量之軸向力致使纜線11前進穿過環狀間隙60，從而使唇緣32沿著線C且自圖5A之凸起狀態徑向向外偏轉朝向圖5B之偏轉狀態。形成於唇緣32中之撓性材料特性及波紋45允許唇緣32回應於由纜線11沿著線C前進所賦予之軸向力之經增加施加而變形。在其中脊部43及溝部44兩者皆為撓性的之實施例中，脊部43及溝部44兩者均撓曲且變形。在其中脊部43為剛性或半剛性且溝部44為撓性的之實施例中，僅溝部44撓曲，或溝部44撓曲且脊部稍微撓曲。唇緣32之向前面40移動為更靠近於套筒21之內表面25，從而減少偏轉空間42且使自由邊緣34指向主體13之前端14。

因此，當唇緣32朝向偏轉狀態移動時，與唇緣32整體地形成之套筒21回應於纜線11至連接器10中之繼續向前施加而在軸向方向上壓縮，如圖5B中所展示。在此等圖式中所展示之套筒21之實施例中，壓縮總成31使套筒21之側壁24具有適應壓縮之軸向壓縮特性。在具有一不同壓縮總成或不具有壓縮總成之套筒21之其他實施例中，套筒可回應於纜線11至連接器10中之施加而在主體13內僅僅向前滑動或以其他方式移動或不移動。套筒21之壓縮致使唇緣32沿著主體13向下移動朝向前端14且遠離內支柱17之脊部54。因此，當纜線11移動至連接器10中時，套筒21壓縮且套筒21上之唇緣32屈曲或偏轉。

當唇緣32屈曲且偏轉時，唇緣32與脊部54之間的緊密空隙鬆弛，此乃因唇緣32相對於脊部54移出其原始相對位置；唇緣32不再與脊部54相對且因此放大其之間的間隙60。稍微韌性套罩50及護罩51共同移動至脊部54上方及唇緣32下，從而通行穿過現在放大之間隙60。

繼續纜線11之向前移動直至內導體12剛好延伸至耦合螺母20中為止。此時，套筒21完全移動至經壓縮狀態中，其中壓縮總成31回應於纜線11前進穿過套筒21而可不再經軸向壓縮，如圖5B中所見。然而，進一步繼續纜線11之前進直至內導體12剛好超過耦合螺母且護罩51抵靠圓柱形主體13之前端14 (如在圖5C中)為止。一旦纜線11已完全插入至連接器10中，唇緣32便回應於已將套罩50及護罩51傳遞為抵靠且超過唇緣32而在偏轉空間42內撓曲且變形成其偏轉狀態。在偏轉狀態中，唇緣32之向前面40朝向套筒21之內表面25移動，唇緣32之自由邊緣34朝向套筒21之前端22向前翻轉，自由邊緣34稍微突出至套罩50中且與套罩50嚙合並且唇緣32之後面41與套罩50接觸。

纜線11相對於連接器10之主體13沿著線D之稍微縮回使纜線11及套筒21向後移動，使得套筒21處於圖5C中所見之未壓縮狀態中且套筒21之後端23在主體13之後端15處。壓縮總成31延長且返回至其原始狀態。套筒21之後端23往回前進至主體13之後端15，且在彼處藉由向內翻轉嘴61限制後端23沿著線D進一步移動，向內翻轉嘴61捕獲套筒21之後端23且防止套筒21之後端23移出主體13。

稍微縮回致使唇緣32稍微向內翻轉或彎曲，從而在一嚙合位置中抓住套罩50且與套罩50結合在一起。在此位置中，唇緣32形成一嚙合元件，該嚙合元件將套筒21結合且永久地耦合至纜線11且防止纜線11相對於套筒21沿著圖5C中之線D向後移動或縮回。在纜線11耦合至套筒21且防止套筒21向後移動超過主體13之嘴61之情況下，防止纜線11自連接器10移開且防止纜線11自內支柱17移走。此定義掣爪16之嚙合狀態。唇緣32維持在其嚙合狀態中，其與套罩50嚙合且抵靠脊部54壓接纜線11，維持纜線11相對於內支柱17之位置，且維持護罩51與內支柱17之間的電接觸及通信。連接器10現在施加至纜線11且準備用於操作。儘管經闡述為一系列步驟，但如本文中所闡述之將纜線11施加至連接器10花費大約1秒且在一單個連續流體且向前運動中完成。

圖6展示一替代實施例。圖6中所展示之連接器110在除套筒以外之幾乎所有結構元件及特徵上與連接器10完全相同。如此，用針對連接器10所使用之相同參考符號來識別連接器110之各種結構元件及特徵，但用一分號(「’」)符號來標記該結構元件及特徵以對其進行區分。在連接器110之主體13’內，存在兩個套筒：一前套筒111及緊隨其後之一後套筒112。前套筒111及後套筒112類似於套筒21之一經切割版本；前套筒111具有一前端113、一相對後端114及在其之間的壓縮總成31’。後套筒112具有一前端115、一相對後端116及支承在其之間的掣爪16。後套筒112為一細長環且僅支承掣爪16’而不支承壓縮總成31’。後套筒112之前端115與前套筒111之後端114進行完全接觸。

作為一細長環之後套筒112能夠插入於配備有套筒之同軸纜線連接器之主體內，使得後套筒112可與一嚙合掣爪16’一起提供此等連接器。類似於連接器10中之套筒12，後套筒112與前套筒111一起移動。實際上，當一纜線11施加至連接器110時，掣爪16’以與掣爪16完全相同之方式起作用。如此，對其操作之說明為不必要的。

上文充分地且清晰地闡述一較佳實施例以便使得熟習此項技術者能夠理解、製成且使用該較佳實施例。熟習此項技術者將認識到，可在不背離本發明之精神之情況下對上文說明做出修改，且某些實施例僅包含所闡述之彼等元件及特徵或其一子集。就此等修改不背離本發明之精神而言，其意欲包含在本發明之範圍內。

5-5‧‧‧線

10‧‧‧同軸纜線連接器/連接器

11‧‧‧同軸纜線/纜線

13‧‧‧圓柱形主體/主體

13’‧‧‧主體

14‧‧‧前端

15‧‧‧後端/相對後端

16‧‧‧可擴張掣爪/掣爪

16’‧‧‧掣爪/嚙合掣爪

17‧‧‧內支柱

18‧‧‧內部

20‧‧‧耦合螺母

21‧‧‧內套筒/套筒

22‧‧‧敞開前端/前端

23‧‧‧相對敞開後端/後端

24‧‧‧圓柱形側壁/側壁

25‧‧‧內表面

26‧‧‧外表面

30‧‧‧膛孔

31‧‧‧壓縮總成

31’‧‧‧壓縮總成

32‧‧‧唇緣

33‧‧‧鉸鏈

34‧‧‧自由邊緣

35‧‧‧開口

36‧‧‧螺旋形狹槽/狹槽

37‧‧‧斜紋結構肋/肋

40‧‧‧相對連續向前面/向前面

41‧‧‧連續傾斜後面/後面

42‧‧‧環狀偏轉空間

43‧‧‧脊部

44‧‧‧溝部

45‧‧‧波紋

50‧‧‧套罩

51‧‧‧撓性護罩/護罩

52‧‧‧介電質

53‧‧‧內表面

54‧‧‧脊部

55‧‧‧外表面

60‧‧‧環狀間隙/間隙

61‧‧‧向內翻轉嘴/嘴

110‧‧‧連接器

111‧‧‧前套筒

112‧‧‧後套筒

113‧‧‧前端

114‧‧‧後端

115‧‧‧前端

116‧‧‧後端A縱向軸線B內直徑/直徑

B’‧‧‧經修改內直徑C箭頭線/線D線

參考各圖式：圖1及圖2係具有一可擴張掣爪之一同軸纜線連接器之後視及分解後視透視圖； 圖3A及圖3B係圖1之連接器之一內套筒之孤立視圖； 圖4A及圖4B係內套筒之孤立後視圖； 圖5A至圖5C係沿著圖1中之線5-5截取之剖面視圖；及 圖6係類似於圖5A之一剖面視圖，其展示具有一擴張掣爪之一同軸纜線連接器之一替代實施例。

Claims (17)

1. 一種同軸纜線連接器，其包括：一主體，其具有一縱向軸線、一前端、一相對後端及一內部；及一掣爪，其支承在該主體之該內部中以用於與施加至該內部之一纜線嚙合且防止該纜線在如此施加至該內部之後縮回，該掣爪包含在該內部中之一連續環狀唇緣，其中該唇緣形成至該唇緣在其上樞轉之一活動鉸鏈；其中該掣爪為波紋狀的以允許該掣爪在該纜線施加至該內部時沿圓周變形。
2. 如請求項1之連接器，其中該掣爪包含至少一脊部及至少一溝部，每一脊部及溝部形成於該掣爪中且沿著該掣爪徑向延伸。
3. 如請求項1之連接器，其中該掣爪具有在該纜線未施加至該內部時為扇形之一自由邊緣。
4. 如請求項3之連接器，其中該自由邊緣在該纜線施加至該內部時為圓形的。
5. 如請求項1之連接器，其進一步包括支承在該主體內之一內套筒，其中該掣爪形成至該內套筒。
6. 一種同軸纜線連接器，其包括：一主體，其具有一縱向軸線、一前端、一相對後端及一內部；一波紋狀掣爪，其支承在該內部中，該掣爪包含在該內部中之一連續環狀唇緣，且該唇緣形成至該唇緣在其上樞轉之一活動鉸鏈，該掣爪回應於將一纜線施加至該內部中而自一第一狀態移動至一第二狀態；在該掣爪之該第一狀態中，該掣爪界定具有一第一尺寸之一開口；且在該掣爪之該第二狀態中，該掣爪界定該開口之一第二尺寸，其中該第二尺寸大於該第一尺寸。
7. 如請求項6之連接器，其中該掣爪包含至少一脊部及至少一溝部，每一脊部及溝部形成於該掣爪中且沿著該掣爪徑向延伸。
8. 如請求項6之連接器，其中該掣爪具有在該掣爪之該第一狀態中為扇形之一自由邊緣。
9. 如請求項8之連接器，其中在該掣爪之該第二狀態中，該掣爪之該自由邊緣為圓形的。
10. 如請求項6之連接器，其進一步包括支承在該主體內之一內套筒，其中該掣爪形成至該內套筒。
11. 一種同軸纜線連接器，其包括：一主體，其具有一縱向軸線、一前端、一相對後端及一內部；一掣爪，其支承在該主體之該內部中以用於與施加至該內部之一纜線嚙合且防止該纜線在如此施加至該內部之後縮回，其中該掣爪包含在該內部中之一連續環狀唇緣；及一波紋，其形成於該掣爪中以用於允許該掣爪回應於將該纜線施加至該內部中而沿圓周擴張。
12. 如請求項11之連接器，其中該波紋包含形成於該掣爪中且沿著該掣爪徑向延伸之一溝部。
13. 如請求項12之連接器，其中該波紋包含側面與該溝部相接之脊部。
14. 如請求項11之連接器，其中該掣爪具有在該纜線未施加至該內部時為扇形之一自由邊緣。
15. 如請求項14之連接器，其中該自由邊緣在該纜線施加至該內部時為圓形的。
16. 如請求項11之連接器，其進一步包括支承在該主體內之一內套筒，其中該掣爪形成至該內套筒。
17. 如請求項11之連接器，其進一步包括支承在該主體內之一內套筒，其中該掣爪未形成至該內套筒。