CN101740891A - 轴向压缩连接器 - Google Patents

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Abstract

一种具有连接器主体的同轴连接器，设置有连接器主体孔、靠近连接器主体的线缆端部的环形斜面和靠近连接器主体的线缆端部的连接器主体安装表面。支撑主体设置有支撑主体孔和靠近支撑主体的连接器端部的支撑主体安装表面，该支撑主体安装表面尺寸适合以通过轴向压缩耦合连接器主体安装表面。在支撑主体孔的外部导体部分上的表面夹持尺寸适合以夹持外部导体的外径，由此在轴向压缩过程中外部导体保持在支撑主体孔中。表面夹持可以例如应用为螺旋毛口或者具有夹持特征的夹圈。

Description

轴向压缩连接器
技术领域
本发明涉及一种电缆连接器。更特别地，本发明涉及用于多同轴电缆构型的同轴电缆连接器，其可以通过轴向压缩进行安装。
背景技术
同轴电缆连接器用于例如需要高级别的精度和可靠性的通信系统。
为了在电缆和连接器之间产生可靠的机械的和优化的电性互连，希望在同轴电缆外部导体的导引边缘(leading edge)和连接器主体之间设置大致均一的圆周接触。外部导体的扩边端(flared end)可以抵靠连接器主体的环形楔面通过耦合螺母进行夹紧。该技术的代表方案是1998年8月18日授权于Harwath的共同拥有的美国专利No.5,795,188。
US 5,795,188的耦合螺母和主体之间的螺纹耦合表面以及类似配置的在先同轴连接器明显地增大了需要的制造成本和安装时间。另一缺点是在安装过程中需要单独的线缆端部扩边操作，其在螺纹配合过程中将电缆保持在连接器主体中。再者，必须当心最后的螺纹配合程序和/或加入的其它连接器元件以避免损坏同轴电缆外部导体的扩边端部分，该扩边端部分夹在主体和耦合螺母之间以在外部导体和同轴电缆之间形成可靠的电连接。
用于螺旋沟纹同轴电缆的在先轴向压缩连接器，例如，2005年9月6日授权于Islam等人的共同拥有的美国专利US 6,939,169中所述的，具有内部主体孔，该孔形成有沟纹配合特征，该沟纹配合特征使得当施加轴向压缩以永久地保持电缆/进行电互连时同轴电缆的螺旋沟纹外部导体能够沿着沟纹槽螺纹配合到连接器主体中，从而将同轴电缆纵向保持在连接器主体内，其中所述专利在此被全文引用作为参考。但是，连接器的螺旋沟纹配合特征不能用于具有环形沟纹和光滑外部导体同轴缆线，并且必须形成为与特定的螺旋沟纹、螺纹数、深度和节距构型配合，将每个连接器构型的使用限制为用于特定的螺旋沟纹同轴电缆。
同轴电缆连接器市场的竞争现集中在改进电气性能和最小化总成本，包括材料和库存费用、对于安装人员的培训要求、减少专用安装工具以及需要的安装步骤和/或操作的总数量。
发明内容
因此，本发明的目的是提供克服现有技术的不足的同轴连接器。
附图说明
附图，其结合在本描述中并组成本描述的一部分，示出本发明的实施例，其中附图中的相同的标号表示相同的特征或者部件并且不会在它们出现的每个附图中都详细描述，与上面给出的本发明的总体描述一起，以及下面给出的对具体实施方式的描述，用以说明本发明的原理。
图1是安装在同轴电缆的一部分上的同轴连接器的第一示例性实施例的示意性等轴45度剖视图。
图2是图1的示意性截面侧视图。
图3是图2的区域A的放大的示意图。
图4是图1的连接器主体的示意性截面视图。
图5是图1的支撑主体(back body)的示意性的截面视图。
图6是图1的弹簧接触件的示意性等轴视图。
图7是图1的夹圈的示意性等轴视图。
图8是图7的夹圈的示意性截面侧视图。
图9是图8的区域B的放大示意性视图。
图10是安装在同轴电缆的一部分上的同轴连接器的第二示例性实施例的示意性等轴45度剖视图。
图11是图10的示意性截面侧视图。
图12是图11的区域B的放大示意性视图。
图13是通过环形沟纹同轴电缆演示的第二示例性实施例的示意性截面视图。
图14是图13的区域D的放大示意性视图。
图15是图13的区域E的放大示意性视图。
图16是图13的区域C的放大示意性视图。
图17是通过环形沟纹同轴电缆演示的第一示例性实施例的示意性截面视图，其定位为用于轴向压缩应用。
图18是图17的区域F的放大示意性视图。
具体实施方式
本发明人已经分析了现有的结实外部导体导引边缘夹持同轴连接器并认识到(各)螺纹相互主体连接、人工扩边安装步骤要求和电缆沟纹特定连接器设计的缺点。
如图1-3的第一示例性实施例所示，根据本发明的同轴连接器1在轴向压缩过程中经由外部导体夹持表面9将同轴电缆3的外部导体5保持在支撑主体7中。因为夹持表面9在外部导体5外径表面上操作，该表面包括外部导体5沟纹的顶点，如果有的话，根据本发明的同轴连接器1可与宽范围的各种光滑侧壁、环形沟纹和/或螺旋沟纹实心外部导体同轴电缆3共同使用，其共用公共的外部导体5的最大外径。
本领域技术人员将认识到，在此使用线缆端部11和连接器端部13术语来区分同轴连接器1的各个部件之间的接触相互关系和纵向位置。除了与沿着同轴连接器1纵轴的相邻部件相关联的识别位置之外，每个单个元件具有线缆端部11侧和连接器端部13侧，也就是，相应元件的朝向共轴连接器1的相应线缆端部11和连接器端部13的侧。
同轴连接器1具有连接器主体15，连接器主体15具有连接器主体孔17。位于连接器主体孔17内的绝缘体19支撑与连接器主体孔17同轴的内接触件21。在连接器端部13处的连接器接口23可以是任何所需标准或者属性的连接接口。
如在图4中最好地示出，连接器主体15具有连接器主体安装表面25和靠近连接器主体15的线缆端部11的环形斜面27。环形斜面27在线缆端部11具有用于插入于同轴电缆3的外部导体5内的直径，并且朝着连接器端部13径向向外倾斜以在安装过程中当外部导体5的导引边缘抵靠环形斜面27被驱动时向外扩开外部导体5的导引边缘。
如在图5中最好地示出，支撑主体7具有支撑主体孔31。靠近后部主体7的连接器端部13的支撑主体安装表面33尺寸适合以通过轴向压缩与连接器主体安装表面25耦合。因为支撑主体7不在通过同轴连接器1的外部导体5电通路中，支撑主体7可以通过利用聚合材料经由注射模塑而成本高效地形成。
在本实施例中，连接器主体安装表面25是圆柱形外径表面，其尺寸适合以插入到支撑主体安装表面33中，该支撑主体安装表面设置为连接器端部13处的支撑主体孔31的一部分。连接器主体安装表面25和支撑主体安装表面33的尺寸相对于彼此调整为在它们之间产生干涉配合。再者，和/或替代地，相互之间表面保持特征35，例如保持凹槽37和相应的环形保持倒钩39可以应用到相应的连接器和支撑主体安装表面25，33，其布置成当支撑主体安装表面33与连接器主体安装表面25重叠一所需距离时接合和互锁在一起，其中该距离对应于外部导体5的导引边缘抵靠斜面27的夹持接合。本实施例布置成支撑主体安装表面33与连接器主体安装表面25重叠。本领域技术人员将认识到，在替代的实施例中，连接器主体安装表面25可以安置为与支撑主体安装表面33重叠。
如在图6中最好地示出，弹簧接触件41，例如螺旋卷簧，可以定位在支撑主体孔31中，例如在支撑主体安装表面33的线缆端部11上，抵靠接触肩台43定位。当在连接器主体15和支撑主体7之间施加轴向压缩时，支撑主体7(通过例如接触肩台43或类似物)或者弹簧接触件41，如果有的话，被驱动为与外部导体5的导引边缘(其相对于斜面27扩边)接触，从而将外部导体5牢固地夹持在支撑主体7和斜面27之间以将同轴电缆3保持在同轴连接器1内并提供外部导体5和连接器主体15之间的360度的电互连。
因为轴向压缩连接在连接器主体15和支撑主体7之间并不具有如在现有技术螺纹连接构型中需要的旋转特征，所以在进行电性互连时没有剪切作用施加到外部导体5的扩边的导引边缘，由此消除了对同轴连接器1内的外部导体和/或其它滑移衬套元件或类似物中的增强的强度特征的需要。
第一示例性实施例示出夹持表面9，作为位于支撑主体孔31侧壁的外部导体部分49的夹持凹槽47(图5)中的夹圈45(图7-9)。夹持凹槽47可纵向地定位在外部导体部分49内以当同轴电缆3插入通过支撑主体孔31一定距离时将夹圈45定位在所需的环形沟纹同轴电缆3的沟纹顶点上，其中当连接器主体15通过轴向压缩耦合到支撑主体7时所述距离使得外部导体5的导引边缘定位为被斜面27扩边并然后抵靠斜面27夹持。
夹圈45的内表面具有外部导体夹持特征51，例如多个环形的倒钩、螺纹和/或凹槽53。外部导体夹持特征51优选地具有定向夹持特征，其配置成使得当施加拉力以试图从连接器端部13向着线缆端部11移动外部导体5时外部导体5能够从线缆端部11向着连接器端部13插入通过外部导体夹持特征51，然后夹持外部导体5。在外部导体夹持特征51是一个或者多个环形倒钩或者凹槽53的情形下，定向夹持特征可通过形成环形倒钩或者凹槽53获得，同时，倾斜表面55从线缆端部11侧上的凹槽底部向着与倾斜表面55相对的止动表面57和连接器端部侧面13上的凹槽顶部延伸。因此，从线缆端部11向着连接器端部13移动的外部导体5将接触并滑动通过倾斜表面55，从而将夹圈45展开到夹持环形凹槽中，而从连接器端部13向着线缆端部11移动的外部导体将遇到止动表面57，其将嵌入外部导体5表面中并由此夹持外部导体5。这一动作可以防止外部导体5向着线缆端部11进一步地移动，因为与外部导体5可靠接合的夹圈45邻接夹持凹槽47，从而在初始插入之后将外部导体5保持在支撑主体孔31内，例如在轴向压缩互连同轴连接器1到同轴电缆3的安装过程中。止动表面57可以是垂直于同轴连接器1纵向轴的竖直表面或者配置以嵌入和/或刺入外部导体5内的多个侵入式的倒倾斜表面。为了最小化成本，夹圈45可以例如通过注射模制来制造。
在第二示例性实施例中，例如，如关于光滑壁结实固体外部导体电缆同轴电缆的图10-12以及关于环形沟纹结实外部导体同轴电缆的图13-16所示，夹持表面9示出为外部导体5表面，其刻划有从支撑主体孔31侧壁的外部导体49向内突起的螺旋外部导体毛口(burr)59。螺旋外部导体毛口59可设置有在外部导体部分49上延伸的低节距，或者施加有纵向定位在外部导体部分49内的窄高节距以使得，当连接器主体15通过轴向压缩耦合到支撑主体7时，在同轴电缆3插入通过支撑主体孔31一定距离时，将夹持表面9定位在所需环形沟纹同轴电缆3的沟纹顶点上，其中该距离使得外部导体5的前缘定位为被斜面27扩边然后靠着斜面表面27夹持。
为了使得同轴电缆3插入通过螺旋外部导体毛刺59，随着其插入，支撑主体7相对于同轴电缆3旋转，以使得螺旋外部导体毛刺59接合并切入外部导体5的外径表面。
在另一替代实施例中，多个夹持表面9可以沿着外部导体部分49排列以增大接触面积从而增大互连强度。
安装在经受大的热震的环境中的连接器由于这些不同材料的膨胀系数之间的差异而会经受电缆夹套65和外部导体5之间的移动。
为了有助于在轴向压缩、热震器件期间将同轴电缆3夹持/稳定在支撑主体孔31中，和/或为了进一步稳定和/或加强同轴电缆3到同轴连接器1的互连的过程中，还可以施加电缆夹套夹持件61。电缆夹套夹持件61定位在支撑主体孔31的夹套部分63中的支撑主体孔31侧壁中，靠近线缆端部11侧。夹套部分63内径尺寸适合以接收具有同轴电缆夹套65的增大的直径的同轴电缆3。
电缆夹套夹持件61可以类似于第一示例性实施例夹持表面9应用为在夹套夹持凹槽69中的夹套夹圈67(图1-3)。夹套夹圈67同样形成为类似于如上述的外部导体夹持特征51的所需夹套夹持特征62，但是夹持电缆夹套65而非外部导体5。
可选择地，电缆夹套夹持件61可以类似于第二示例性实施例夹持表面9地应用为从夹套部分63侧壁(图10-12)向内突起的表面刻划螺旋夹套毛口71。
环境密封可以应用到连接器主体15和/或支撑主体7以环境地密封同轴连接器1电缆内部和电互连。夹套密封73，其位于靠近夹套部分63侧壁的线缆端部11的夹套凹槽75中，尺寸适合以径向向内突起以密封电缆夹套65。外部导体密封件77，其位于设置在夹套部分63和外部导体部分49之间的肩台中的外部导体凹槽79，敞开于线缆端部13，尺寸适合以向内径向突起以密封外部导体5。为了最小化二次机械加工的要求，夹套凹槽75可以形成为在线缆端部11处具有多个开口断面，以使得能够在支撑主体7的注射塑模制造过程中形成夹套凹槽75。
电缆夹套65可以在线缆端部被准备用于互连的过程中向后剥皮以露出期望长度的外部导体5以使得当电缆夹套65邻接外部导体密封件77的线缆端部11时，外部导体5相对于支撑主体7向前延伸期望长度，用于互连连接器主体15。再者，当夹持表面9保持住外部导体5时，电缆夹套65的导引边缘施加在外部导体密封件77的线缆端部11上的压力压缩外部导体密封件77，从而增大外部导体密封件77对外部导体5的偏压，从而提高密封性能。
耦合表面密封件81还可以被包括在例如定位在设置在支撑主体安装表面33或者连接器主体安装表面25中的耦合表面凹槽83中，以在支撑主体安装表面33和连接器主体安装表面25之间进行密封。
本领域技术人员将认识到，通过本发明实现了若干明显的改进。同轴连接器1的轴向压缩构型消除了在连接器主体15和支撑主体7之间加工螺纹表面的需要，从而显著简化了制造安装。现有技术的人工外部导体5导引边缘扩边操作被消除，因为通过同轴电缆3和支撑主体7之间的夹持表面9的耦合保证了在互连轴向压缩应用过程中外部导体被斜面27驱动以及被斜面27扩边。因为夹持表面9在外部导体5的外径和/或沟纹顶点上操作(如图13-18所示)，所以单个同轴连接器1实施方式可以用于宽范围的具有公共的外部导体5最大外径的同轴电缆3，包括光滑壁、环形和螺旋沟纹同轴电缆3构型。
再者，同轴电缆3可以固定在同轴连接器1内的三个或者更多的位置(外部导体5的导引边缘夹持到斜面27，并被外部导体5外径周围的夹持表面9夹持，以及通过夹套夹持特征62被电缆夹套65夹持)，从而在例如电缆弯曲和/或互连振动过程中提供对拉伸和旋转扭矩互连强度以及互连的动态相互调制变形特性的重大改进。
本领域技术人员将认识到，采用根据本发明的同轴连接器1为同轴线缆形成终端将大大简化安装者的培训需求、技术水平和/或任务重点。根据本发明的电缆到连接器的互连通过三个步骤高精度地快速执行。首先，同轴电缆1的端部被切割/剥皮以露出期望长度的同轴电缆3导体。第二，同轴电缆1的末端插入到支撑主体孔31中直到电缆夹套65导引边缘的底部抵靠到外部导体密封件77(图17-18)。最后，例如通过一般的压缩手工工具施加轴向压缩。
部件列表
  1   同轴连接器
  3   同轴电缆
  5   外部导体
  7   支撑主体
  9   夹持表面
  11   线缆端部
  13   连接器端部
  1   同轴连接器
  15   连接器主体
  17   连接器主体孔
  19   绝缘体
  21   内接触件
  23   连接器接口
  25   连接器主体安装表面
  27   斜面
  31   支撑主体孔
  33   支撑主体安装表面
  35   内表面保持特征
  37   保持凹槽
  39   保持倒钩
  41   弹簧接触件
  43   接触肩台
  45   夹圈
  47   夹持凹槽
  49   外部导体部分
  51   外部导体夹持特征
  53   凹槽
  55   倾斜表面
  1   同轴连接器
  57   止动表面
  59   螺旋外部导体毛口
  61   电缆夹套夹持
  62   夹套夹持特征
  63   夹套部分
  65   电缆夹套
  67   夹套夹圈
  69   夹套夹持凹槽
  71   螺旋夹套毛口
  73   夹套密封件
  75   夹套凹槽
  77   外部导体密封件
  79   外部导体凹槽
  81   耦合表面密封件
  83   耦合表面凹槽
在前面的描述涉及具有已知等价物的材料、比率、整体或者部件，因此这样的等价物在此被包括进来，如同其已经被逐个说明。
尽管已经通过其实施例的描述示出了本发明，并且尽管实施例已经被描述得非常详细，但是，申请人并不意在以任何方式限制权利要求的范围到这样的细节。其它的优点和修改对本领域技术人员来说都是可以的。因此，本发明在其更广的方面并不限于在此示出和描述的特定细节、典型设备、方法以及示例性的例子。相应地，可以偏离这些细节而不超出申请人的总体发明构思的精神或者范围。再者，应当认识到，可以进行改进和/或修改而不超出本发明的权利要求限定的范围或者精神。

Claims (20)

1.一种具有连接器端部和线缆端部的同轴连接器，用于耦合具有结实外部导体的同轴电缆，所述连接器包括：
连接器主体，其设置有连接器主体孔；
环形斜面，其靠近所述连接器主体的所述线缆端部；
连接器主体安装表面，其靠近所述连接器主体的所述线缆端部；
支撑主体，其设置有支撑主体孔；
支撑主体安装表面，其靠近所述支撑主体的所述连接器端部，所述支撑主体安装表面的尺寸适合以通过轴向压缩耦合所述连接器主体安装表面；
在所述支撑主体孔的外部导体部分上的表面夹持件，其尺寸适合以夹持所述外部导体的外径，由此在所述轴向压缩过程中所述外部导体保持在所述支撑主体孔中。
2.如权利要求1所述的连接器，进一步包括位于所述连接器主体孔中的弹簧接触件，其尺寸适合以当所述支撑主体耦合到所述连接器主体时相对于所述斜面夹持所述外部导体的导引边缘。
3.如权利要求1所述的连接器，其中，所述表面夹持件是位于所述支撑主体孔的夹持凹槽中的夹圈；所述夹圈设置有外部导体夹持特征，包括倾斜表面，该倾斜表面使得当朝向所述线缆端部施加外部导体牵引力时外部导体能够从所述线缆端部通向所述连接器端部但是夹持所述外部导体。
4.如权利要求1所述的连接器，其中，所述表面夹持件是从所述外部导体部分向内突起的螺旋外部导体毛口。
5.如权利要求1所述的连接器，进一步包括在靠近所述线缆端部的所述支撑主体孔的夹套部分中的电缆夹套夹持件。
6.如权利要求5所述的连接器，其中，所述电缆夹套夹持件是在夹套夹持凹槽中的夹套夹圈，所述夹套夹圈的内径设置有夹套夹持特征，包括倾斜表面，该倾斜表面使得当朝向所述线缆端部施加所述夹套拉力时所述夹套能够从所述线缆端部通向所述连接器端部但是夹持所述夹套。
7.如权利要求5所述的连接器，其中，所述电缆夹套夹持件是从所述夹套部分向内突起的螺旋夹套毛口。
8.如权利要求1所述的连接器，还包括在所述支撑主体安装表面和所述连接器主体安装表面之间的相互表面保持特征。
9.如权利要求8所述的连接器，其中，所述相互表面保持特征是在所述连接器主体安装表面上的保持凹槽，其尺寸适合以接合所述支撑主体安装表面的保持倒钩。
10.如权利要求1所述的连接器，还包括外部导体密封件，该外部导体密封件尺寸适合以密封所述外部导体，所述外部导体密封件位于向着所述线缆端部敞开的外部导体凹槽中，在所述外部导体部分和所述支撑主体孔的夹套部分之间。
11.如权利要求1所述的连接器，还包括耦合表面密封件，该耦合表面密封件尺寸适合以在所述连接器主体安装表面和所述支撑主体安装表面之间进行密封，所述耦合表面密封件位于所述连接器主体安装表面的耦合表面凹槽中。
12.如权利要求1所述的连接器，其中，所述夹持表面纵向定位在所述外部导体部分中以夹持所述外部导体的沟纹顶点。
13.一种具有连接器端部和线缆端部的同轴连接器，用于耦合具有结实外部导体的同轴电缆，所述连接器包括：
连接器主体，其设置有连接器主体孔；
环形斜面，其靠近所述连接器主体的所述线缆端部；
连接器主体安装表面，其靠近所述连接器主体的所述线缆端部；
支撑主体，其设置有支撑主体孔；
支撑主体安装表面，其靠近所述支撑主体的所述连接器端部，所述支撑主体安装表面尺寸适合以通过轴向压缩耦合所述连接器主体安装表面；
夹圈，其位于所述支撑主体孔的外部导体部分的夹持凹槽中；
所述夹圈的内径，设置有外部导体夹持特征，该外部导体夹持特征包括倾斜表面，该倾斜表面使得当朝向所述线缆端部施加外部导体牵引力时在所述支撑主体孔内的外部导体能够从所述线缆端部通向所述连接器端部但是夹持所述外部导体；以及
在靠近所述线缆端部的所述支撑主体孔的夹套部分中的电缆夹套夹持件；
所述电缆夹套夹持件设置有包括倾斜表面的夹套夹持特征，该倾斜表面使得当向着所述线缆端部施加外部导体拉力时在所述支撑主体孔内的所述外部导体能够从所述线缆端部通向所述连接器端部但是夹持所述外部导体。
14.如权利要求13所述的连接器，还包括外部导体密封件，该外部导体密封件的尺寸适合密封所述外部导体，该外部导体密封件位于敞开于所述线缆端部的外部导体凹槽中，在所述外部导体部分和所述夹套部分之间。
15.如权利要求13所述的连接器，还包括在所述支撑主体安装表面和所述连接器主体安装表面之间的相互表面保持特征。
16.如权利要求13所述的连接器，还包括外部导体密封件，该外部导体密封件的尺寸适合以密封该外部导体，所述外部导体密封件位于敞开于所述线缆端部的外部导体凹槽中，在所述外部导体部分和所述夹套之间。
17.一种具有连接器端部和线缆端部的同轴连接器，用于耦合具有结实外部导体的同轴电缆，该连接器包括：
连接器主体，其设置有连接器主体孔；
环形斜面，其靠近所述连接器主体的所述线缆端部；
连接器主体安装表面，其靠近所述连接器主体的所述线缆端部；
支撑主体，其设置有支撑主体孔；
支撑主体安装表面，其靠近所述支撑主体的所述连接器端部，该支撑主体安装表面的尺寸适合以通过轴向压缩耦合所述连接器主体安装表面；
螺旋外部导体毛口，其从所述支撑主体孔的外部导体部分向内突起，尺寸适合以夹持所述外部导体的外径；以及
螺旋夹套毛口，其从在所述线缆端部和所述外部导体部分之间的所述支撑主体孔的夹套部分向内突起；
由此，在轴向压缩过程中所述外部导体和夹套保持在所述支撑主体孔中。
18.如权利要求17所述的连接器，还包括外部导体密封件，该外部导体密封件的尺寸适合以密封所述外部导体，所述外部导体密封件位于开口到所述线缆端部的外部导体凹槽内，在所述外部导体部分和所述夹套部分之间。
19.如权利要求17所述的连接器，还包括在所述支撑主体安装表面和所述连接器安装表面之间的相互表面保持特征。
20.如权利要求17所述的连接器，还包括外部导体密封件，该外部导体密封件的尺寸适合以密封所述外部导体，所述外部导体密封件位于敞开于所述线缆端部的外部导体凹槽中，在所述外部导体部分和所述支撑主体孔的夹套部分之间。
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