CN101902002A - 具有被支撑的中心导体接触件的电缆连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有被支撑的中心导体接触件的电缆连接器。具体地，提供了一种用于同轴电缆的电缆连接器，所述电缆连接器包括在一端处的篮，其中篮具有周向间隔开并且朝着电缆连接器另一端大致轴向延伸的指。这些指限定了腔，该腔定位成围绕在内部传导性插头的周围。布置在腔内的是圆柱轴环，其基本上沿着这些指的长度部分接合这些指的内壁，以便当这些指***到同轴电缆内部导体中时，将它们径向向外偏压，从而防止可能会发生的应力。

Description

具有被支撑的中心导体接触件的电缆连接器

技术领域：

本发明总体上涉及用于同轴电缆的连接器，更具体地，涉及一种用于和电缆的径向向内朝向的传导表面建立电信号传导的连接器。

背景技术：

大尺寸的同轴电缆通常由两个同心的传导段制成。通常，这些段包括相对较大的中空外部导体，以及同心设置在外部导体内部的较小的中空中心导体。并且还可能的是，采用设置在两个导体之间的绝缘体将该两个导体彼此隔开。

该中心导体通常形成为薄壁管，并且可在其内表面上具有波纹以便于弯曲。尽管起到了改善该导体的弯曲特性从而总体上改善了同轴电缆弯曲特性的作用，但该波纹可能会对中心导体的径向向内朝向的传导表面与对应的同轴连接器中心导体的径向外表面之间所需的电接触造成干扰。因此，已经开发了用于连接器组件的许多替代性设计，用于在连接器和电缆的这些特定部分之间建立和保持电连接的目的。

例如，在授予Purdy等的美国专利No.7374455中已经对涉及这方面的连接器技术进行了描述，其公开并描述了一种被***到同轴电缆的中空中心导体内的带槽的挠性管。这些槽限定出区别明显的指，这些指被推挤成抵靠径向向内朝向的传导表面，并且这些指具有在该中空中心导体方向上延伸的开口端。当这些指被***到中空的中心导体中时，这些指倾向于卡住该中空中心导体的前缘，或者在另外的情形中被该中空中心导体的前缘阻挡住。即使这些指的端部可被径向向内弯曲，这种情况也可能发生。

在授予Wild等的美国专利No.7357671中以及在由Wild等在2006年12月20日提交的公开号为No.2007/0149047的美国专利申请中还示出了一种替代性设计，这两篇文献都公开且例示了一种连接器插头，该连接器插头具有附接的指，使得开口端沿相反的方向延伸。也就是说，当中空中心导体和连接器中心导体被引至一起以便把连接器插头***到该中空中心导体中时，这些开口端沿远离同轴电缆中空中心导体前缘的方向延伸。遗憾地是，尽管这种设计有助于将连接器插头的指***到中空中心导体中，但却仅在这些指的相对端处给这些指提供了支撑。例如，该设计没有对指的任何其它部分进行支撑，特别是对这些指承受弯曲应力的部分。这可能最终导致这些指的变形，并因此导致电接触的减弱，从而最终在同轴电缆中空中心导体和连接器中心导体之间导致不充分的电接触。

因此，需要一种连接器，其具有带挠性指的中心导体，以便实现与波纹同轴电缆的内部导体的电连接，而不会遭受中心导体和内部导体之间电信号传导的退化。同样期望的是，以减弱弯曲应力影响的方式来支撑电连接器的这些挠性指。更加期望的是，连接器包括有沿着这些挠性指的整个长度延伸的支撑物和/或支撑元件。

发明内容：

简而言之，本发明提供了一种具有中心导体的电缆连接器，该中心导体具有被弹性支撑以便保持与同轴电缆的电信号传导的部分。如以下更详细讨论的那样，根据本发明概念制成的电缆连接器的实施例包括中心导体，该中心导体在一端处具有篮(或篮状物)(basket)，该篮具有周向间隔开的指，这些指均朝向另一端上的插头延伸。弹性轴环设置在插头和这些指之间的间隙内，以便当***到同轴电缆对应的内部导体中时，由于这些指倾向于向内挠曲的缘故，所以弹性轴环抵靠这些指提供径向向外的力。在该电缆连接器的一个实施例中，插头包括架(或罩)(shelf)和凸缘，而所述圆柱轴环设置在架和凸缘之间。

进一步地，根据另一个实施例，电缆连接器包括：在一端处具有端子的插头，该端子用来与相配的端子建立电接触；以及篮，该篮具有基部和附接到该基部的多个周向间隔开且彼此之间带有槽的指。这些指大致沿平行于篮的轴线的第一方向延伸以限定出篮腔，这样的指可径向向外挠曲，从而使得当以与第一方向相反的方向轴向安装时，能够与同轴电缆中心导体的内壁建立电接触。电缆连接器还包括同心设置在插头杆部上的圆柱轴环，该轴环由弹性材料构成，并且与插头一起设置在篮腔内，从而使得当篮被***到同轴电缆的中心导体内时，导致该轴环在其基本上纵向的部分上接合这些指的内壁。

根据另一个实施例，提供了一种制造同轴电缆连接器的方法，其包括以下步骤：形成在一端处具有端子的插头，该端子用来与相配的端子建立电接触；以及形成篮，该篮具有基部和附接到该基部的多个周向间隔开且彼此之间带有槽的指。这些指大致沿平行于该篮的轴线的第一方向延伸以限定出篮腔，这样的指可径向向外挠曲，从而使得当以与第一方向相反的方向被轴向安装时，能够与同轴电缆中心导体的内壁建立电接触。该方法还包括形成圆柱轴环，以及将其同心地安装在插头的杆部上，该轴环由弹性材料构成，将轴环和插头都安装到篮腔内，从而使得当篮被***到电缆中心导体内时，导致该轴环在其基本纵向的部分上接合这些指的内壁，从而防止了失效应力(undo stress)，否则该失效应力将会发生在这些指中。

附图说明：

对以上简要总结的本发明的更具体的描述可以参考实施例，其中一些实施例在附图中示出。然而需要注意的是，附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不应当被认为是对保护范围的限制，本发明可以允许其他等效的实施例。因此，为了进一步理解本发明的本质和目的，可以结合附图并参考以下的详细描述来进行阅读，附图中：

图1是意图将本发明的连接器装配在其内的同轴电缆的轴向剖视图；

图2是根据本发明的电缆连接器的零部件的分解透视图；以及

图3是上述本发明电缆连接器的零部件在组装状态下的局部剖视透视图。

具体实施例：

现在参考附图，图1示出了在与本文所公开和描述的电缆连接器的实施例的连接中使用的典型同轴电缆的端部11。端部11包括管状且波纹的外部电缆导体12、管状电介质13、和管状的内部电缆导体14。电缆护套16设置成围绕在同轴电缆外表面的周围。如以下更详细讨论的那样，根据本发明概念制成的电缆连接器适合于和外部电缆导体12以及内部电缆导体14中的每一个电连接。更具体地，这些电缆连接器以改善电缆连接器和内部导体14之间传导的电信号的质量和一致性的方式来进行构造。

例如，如图2-图3所示，电缆连接器的实施例可以具有导电表面，其被径向地支撑从而改善电缆连接器和内部导体14之间的接触。所述径向支撑可以以这样的方式提供，即：电缆连接器的重复***以及从同轴电缆中移除不会导致该电缆连接器和内部导体14之间电连接的实质性退化。而且，本文所公开和描述类型的连接器采用接触表面来构造，所述接触表面从某个标称位置偏移到至少一个其它位置以便与内部导体14电连接。尽管在该位置中的改变可能导致通常作用在电缆连接器的这些部件(这些部件具有和/或形成有接触表面)上的应力、应变和其它力，但是这样的应力由于上述径向支撑被大大减弱或者被至少部分减弱。

正如在上述背景技术部分中讨论的那样，在一些同轴电缆中具有的内部导体(例如，内部导体14)改善了电缆的柔韧性，但却损害了内部导体14和电缆连接器之间的电连接。然而，本文所公开的电缆连接器的实施例中具有的径向支撑件改善了该电连接，这是因为其给挠性的指提供了径向支撑的缘故，其中在这些挠性指上设置有接触表面。在提供了能够适应内部导体差异的结构优点的同时，这些指由于其本质也对外部应力相对敏感。另一方面，在根据本发明制成的电缆连接器中具有的径向支撑件大大减轻了由这些外部应力中的某些应力所导致的损坏，因而在某种意义上提高了这些指的使用寿命。也就是说，这些指能够更好地将接触表面相对于内部导体定位成用于电信号传导所必需的程度，从而在某种意义上延长了电缆连接器的使用寿命。

作为该概念以及本发明其他概念的一个示例，现参考图2，其中以分解图的形式示出了电缆连接器的一个实施例。电缆连接器包括连接器主体17，其具有电缆端18和端子端19。电缆端18适合于电连接到外部电缆导体12，而端子端19则适合于连接到相关的端子(未示出)。

内部导体插头21同心设置在连接器主体17内，并且提供有绝缘体23，以便将内部导体插头21定位成与主体17电绝缘。绝缘体23包括内毂24、外毂26，以及连接内毂24和外毂26的多个辐条27。内部导体插头21具有端子端28和电缆端29，其中端子端28适于和装置或其它电缆(例如，图1中的同轴电缆11)上的对应的内部导体端子实现电连接，而电缆端29则适于以如下所述的间接方式与内部导体14(图1)实现电连接。

在本示例中，电缆连接器还包括圆柱部分31，其具有端子肩部32和电缆肩部33。在图2的电缆连接器的实施例中可以看到，圆柱部分31同心设置在端子插头21的外表面上，并且位于相对于端子端28和电缆端29的中间位置处。插头的端子端28设计成穿过绝缘体22的内毂24同轴延伸，其中内毂24的端部适合于接合端子肩部32。下面，将结合图3所示的电缆连接器的实施例来对该特征进行讨论并描述。

对内部导体插头21的电缆端29更具体地进行详述，可以看到，内部导体插头21具有圆柱的凸缘34和杆部36，其中圆柱的凸缘34同心设置于杆部36上。具有电缆肩部端38和紧固端39的圆柱轴环37设置在内部导体插头21上。作为非限制性示例，在电缆连接器的一种构造中，圆柱体轴环37的电缆肩部端38滑动到内部导体插头21上，从而使得圆柱轴环37定位在内部导体插头21上位于电缆肩部33和凸缘34之间的位置处。

圆柱轴环37可以构造成使得其具有一定的弹性特性。例如，这包括圆柱轴环37外表面的回弹特性和/或抵抗永久变形的特性。在电缆连接器的一个优选实施例中，圆柱轴环37被构造成使得其可以施加从内部导体插头21大致径向向外的力。用在圆柱轴环37中的示例性材料包括但不局限于：弹性材料以及具有弹性特性的聚合体。

在电缆连接器的其他实施例中，圆柱轴环37的材料和结构可以选择成使得：圆柱轴环37由具有1MPa到25MPa之间的相对较低杨氏模量的材料构成，例如天然橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶(ethylenepropylene diene rubber)、聚氨酯橡胶等。弹性体一般都具有相对较低的杨氏模量，使得它们能够在轴向方向上弹性压缩，以便利用相对较低的压缩力来产生弹性体的径向变形(deflection)。这种弹性体还可以具有相对低的可压缩特性，使得该材料在弹性变形过程中保持相对一致的体积。这样就允许从轴向变形到径向变形的有效转换。例如，可以期望圆柱轴环37整体上或部分上由硅橡胶构成。

术语“相对地”被用在上文中是为了限定圆柱轴环37的期望特性，同时也允许在本发明范围内进行所设想的设计修改。换句话说，可以设想到的是，圆柱轴环37可以由更刚性和/或更容易压缩的材料制造。在更刚性材料的情况下，圆柱轴环37可以制成具有更薄的截面和/或使安装工具可以提供更大的安装力度。类似地，可以设想的是，能够使用更容易压缩的材料来制造圆柱轴环37，尤其是，当使用相同量的轴向变形的同时期望更小的实际径向变形时，可以使用这样的材料。

电缆连接器还包括具有篮腔41的篮40，其同心装配在圆柱轴环37的外表面之上。在本示例中，篮腔41由环形的基部构件42和多个周向间隔开的指43限定。每个沿周向间隔开的指43都可以从环形的基部构件42朝内部导体插头21的端子端28延伸。在电缆连接器的一个实施例中，篮40包括许多个轴向延伸的槽44，这些槽44位于各个指43之间，以便周向地间隔并分开相邻的指43。

指43通常由弹性材料构成，使得每个指43都能够从标称位置偏离，以及返回标称位置。这种材料可以是导电的，或者在电缆连接器的其他构造中该材料可以具有设置于其上的传导性材料。适合用于指43中的材料包括但不局限于：金属(例如，铜)、塑料、复合材料，以及它们的任意组合。在一个示例中，用于指43的材料是类似弹簧的材料，例如铜。

电缆连接器还可以包括紧固销46，其具有末端肩部(end shoulder)48，末端肩部48具有外径50，外径50被大小设定并配置成使得末端肩部48能够与环形的基部构件42的一部分相配合。更特别地，环形的基部构件42和内部导体插头21都可以在一端开口，以便将紧固销46接纳于其内。将结合图3中被组装的电缆连接器在随后对该概念进行更详细的说明和讨论。

例如，在图3中以组装形式示出了电缆连接器的另一实施例，其中附图标记用来指示相同的部件，例如上面图2中的那些部件。在这个实施例中，可以看到，绝缘体22以电绝缘的方式使插头21同心地居中于主体17中，其中插头的圆柱部分31的端子肩部32接合绝缘体32的一侧。更进一步的是，圆柱轴环37同心地设置于内部导体插头21上，位于圆柱部分31和凸缘34之间。如图所示，多个指43从插头的电缆端29在凸缘34和圆柱轴环37之上延伸到插头的电缆肩部33。篮40及其支撑元件适于***到电缆的管状内部导体14内，从而建立并保持用于它们之间导电性的电接合。

应该理解地是，实现连接器和同轴电缆连接的过程会变得更加容易，这是因为篮40各个独立的指43均朝着端子端28延伸而不是朝着内部导体14的端部延伸。而且，由于圆柱轴环37基本上在指43的长度部分上与它们的内壁接合，因此指43被径向支撑以减轻应力，否则该应力将由于这些指相对于例如环形基部构件42的悬臂状况而在指43中发生。而且，圆柱轴环37增强了这些指的径向向外的力，从而与内部导体14的内壁建立了更好的接触。

更特别地，继续参考图3，同时也参考图1，在电缆连接器的一个实施方式中，同轴电缆11的内部导体14***在插头的电缆端29上并且滑到篮40上，从而***到电缆连接器内。这就在篮40的指43的外表面和内部导体14的内表面之间产生了电接触。这还可以在指43上施加向下的力，该力可以压缩指43，从而使得指43压缩圆柱轴环37。通常，该向下的力通常是由于内部导体14、指43、圆柱轴环37、以及电缆连接器其它部件的尺寸中的不匹配、公差、和其它偏差而产生的。

尽管已经参考具体的优选实施例和附图对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解的是，本发明并不限于该优选实施例，并且在不背离由所附权利要求限定的本发明范围的情况下，可以对本发明实现各种修改等。

Claims (14)

1.一种同轴电缆连接器，包括：

插头，其在一端处具有端子，所述端子用于和相配的端子建立电接触；

篮，其具有基部并且具有附接到所述基部的多个周向间隔开且在彼此之间带有槽的指，所述指大致沿平行于所述篮的轴线的第一方向延伸以便限定篮腔，这样的指能够径向向外挠曲，从而使得当以和所述第一方向相反的方向轴向安装在同轴电缆中心导体内时，所述指能够与所述同轴电缆中心导体的内壁建立电接触；以及

圆柱轴环，其同心设置在所述插头的杆部上，所述轴环由弹性材料构成，并且与所述插头一起被设置在所述篮腔内，从而使得当所述篮被***到所述电缆中心导体中时，导致所述轴环在其基本上纵向的部分上接合所述指的内壁。

2.如权利要求1所述的同轴电缆连接器，其中，所述插头包括在其另一端处径向延伸的凸缘和在其上中间位置处径向延伸的架，且进一步地，其中所述轴环设置在所述架和所述凸缘之间。

3.如权利要求1所述的同轴电缆，其中，所述轴环由弹性体材料构成。

4.如权利要求3所述的同轴电缆连接器，其中，所述轴环是由硅橡胶构成。

5.如权利要求1所述的同轴电缆连接器，其中，所述同轴电缆连接器包括外部主体和同心设置在所述外部主体内的绝缘体，所述绝缘体具有内毂，所述插头被同心地设置在所述内毂中，从而使得所述绝缘体将所述插头定位于所述主体内且与所述主体电绝缘。

6.如权利要求5所述的同轴电缆连接器，其中，所述插头包括径向延伸的面，当所述插头安装在所述绝缘体中时，所述径向延伸的面与所述绝缘体的面相接。

7.如权利要求1所述的同轴电缆连接器，其中，所述篮在其基部中具有开口，并且紧固销被包含以穿过所述基部开口且***到所述插头的另一端。

8.一种制造同轴电缆连接器的方法，包括以下步骤：

形成插头，所述插头在一端处具有端子，所述端子用于和相配的端子建立电接触；

形成篮，其具有基部并且具有附接到所述基部的多个周向间隔开且彼此之间带有槽的指，所述指大致沿平行于所述篮的轴线的第一方向延伸以便限定篮腔，这样的指能够径向向外挠曲，以便当以与所述第一方向相反的方向轴向安装在同轴电缆中心导体内时，所述指能够与所述同轴电缆中心导体的内壁建立电接触；

形成圆柱轴环，并将其同心安装在所述插头的杆部上，所述轴环由弹性材料构成；以及

将所述轴环和插头都安装在所述篮腔内，从而使得当所述篮被***到所述电缆中心导体中时，导致所述轴环在其基本上纵向的部分上接合所述指的内壁，从而防止了失效应力，否则所述失效应力会发生在所述指中。

9.如权利要求8所述的方法，包括以下步骤：在所述插头的另一端上形成径向延伸的凸缘；在所述插头上的中间位置处形成径向延伸的架；以及，将所述轴环安装在所述架和所述凸缘之间。

10.如权利要求8所述的方法，其中，所述轴环由弹性体材料构成。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述轴环是由硅橡胶构成。

12.如权利要求8所述的方法，包括以下步骤：提供了外部主体和同心设置在所述外部主体内的绝缘体；所述绝缘体具有内毂，所述插头被同心地安装在所述内毂内，从而使得所述绝缘体将所述插头定位于所述主体内并且与所述主体电绝缘。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述插头包括径向延伸的面，当所述插头被安装在所述绝缘体内时，所述面与所述绝缘体的面相接。

14.如权利要求8所述的方法，包括以下步骤：在所述篮的基部中提供开口，并且通过使紧固销穿过所述基部开口并***到所述插头的另一端中从而将所述篮紧固就位。

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