CN113285266A - 一种簧片式低板间距弹性射频连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种簧片式低板间距弹性射频连接器，包括外导体、内导体及绝缘体，外导体包括第一外壳体，第一外壳体的上下两端均设置有第二外壳体，所述第二外壳体能够相对于第一外壳体沿轴向弹性浮动，绝缘体安装在第一外壳体内；所述内导体包括呈中心对称设置的第一簧片和第二簧片，第一簧片包括相连的第一弹片部、第一安装部，第二簧片包括相连的第二弹片部、第二安装部，第一弹片部设有与上印制板弹性接触的上接触点及与第二安装部弹性接触的第一侧触点，第二弹片部设有与下印制板弹性接触的下接触点以及与第一安装部弹性接触的第二侧触点。本发明可降低印制板间距，利于高速射频信号传输，也使内导体和绝缘体的成型难度和装配难度降低。

Description

一种簧片式低板间距弹性射频连接器

技术领域

本发明属于射频连接器技术领域，特别涉及一种簧片式低板间距弹性射频连接器。

背景技术

板间射频连接器应用于需要互联的两块印制板之间，实现印制板之间的射频信号传输。传统的射频连接器包括外导体及同轴安装在外导体中的内导体，内导体采用插针，插针可以为轴向浮动式，在印制板上设置与该插针配合的插孔，对准插合后实现板间垂直连接，浮动式的插针一般采用弹性元件来实现轴向浮动功能，导致连接器轴向尺寸较大，印制板的板间距随之增大。因此，此类插针、插孔配合实现板间垂直互连的射频连接器轴向长度较大，无法满足低矮板间距的应用场景。

发明内容

为解决现有技术问题，本发明提出一种簧片式低板间距弹性射频连接器，适用于低矮化板间应用场合，缩短了印制板间距，更利于射频信号的快速稳定传输。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种簧片式低板间距弹性射频连接器，包括外导体、内导体及绝缘体，内导体设置在绝缘体中，所述外导体包括第一外壳体，所述第一外壳体的上下两端均设置有一个第二外壳体，所述第二外壳体能够相对于第一外壳体沿轴向弹性浮动，所述绝缘体安装在第一外壳体内，两个第二外壳体分别与上、下印制板弹性接触实现电性导通；所述内导体包括呈中心对称设置的第一簧片和第二簧片，第一簧片包括相连的第一弹片部、第一安装部，第二簧片包括相连的第二弹片部、第二安装部，所述第一弹片部设有与上印制板弹性接触导通的上接触点以及与第二安装部弹性接触导通的第一侧触点，所述第二弹片部设有与下印制板弹性接触导通的下接触点以及与第一安装部弹性接触导通的第二侧触点。

有益效果是：在射频连接器使用状态下，内、外导体与上、下印制板对应弹性接触导通，实现射频信号的传输，其中内导体为反对称簧片式结构，其在压缩使用状态下可以与双端印制板保持良好的接触力，具有良好的抗振性能。相对于现有的插针式内导体而言，本发明的内导体依靠自身即可实现轴向弹性浮动，结构稳定性强，能够降低射频连接器轴向尺寸，压缩板间距离，有利于设备小型化。此外，由于采用两个中心对称设置且相互接触的簧片，使得内导体的成型难度和装配难度大大降低。

优选的，所述第一外壳体的上下两端均设有一个限位部，第一外壳体的侧壁设有上下对称分布的斜面；所述第二外壳体为开口环结构，每个第二外壳体上均设有与对应的限位部轴向挡止配合以防止第二外壳体脱离第一外壳体的凸缘，所述斜面在第二外壳体受到轴向压力时与第二外壳体滑动配合，此时第二外壳体在斜面作用下沿径向扩张，以实现第二外壳体能够相对于第一外壳体进行轴向浮动。

有益效果是：通过开口环状的第二外壳体与第一外壳体的斜面配合，使得外导体受到轴向压力时，第二外壳体可以在与其对应的斜面作用下径向扩张，从而降低外导体的轴向高度，实现外导体的弹性浮动，压缩使用时吃掉板间距误差的同时，实现外导体与上、下印制板的可靠接触；轴向压力消失后，第二外壳体能径向收缩复位，并在斜面作用下相对于第一外壳体朝对应印制方向运动，恢复外导体原有的轴向高度，此结构同样可以压缩板间距离，并提高连接器的使用寿命。

优选的，所述第一弹片部和第二弹片部呈L形或V形或U形，从而使第一簧片和第二簧片均呈伞状结构。

有益效果是：以第一簧片为例，L形、V形或U形折弯的弹片部可以在顶端和侧端形成上接触点和侧触点。伞状簧片使其与印制板相接触的一端为弹性连接，接触可靠性高，机械寿命长，伞状结构便于使各侧触点与其对应的安装部接触。

优选的，第一弹片部与第二安装部相接触的一端在径向上与绝缘体之间具有第一间隙；第二弹片部与第一安装部相接触的一端在径向上与绝缘体之间具有第二间隙。

有益效果是：以便于在任意弹片部受到轴向压力时，将轴向压缩运动转化为沿对应安装部的径向滑动，各间隙提供了对应弹片部的径向运动空间。

优选的，上接触点和下接触点与其相对应弹性接触的印制板均为圆弧面接触。

有益效果是：内导体与上、下印制板均为圆弧面接触，不易损伤印制板上的焊盘。

优选的，所述绝缘体为两体扣合式结构，其包括相互扣合的第一绝缘子和第二绝缘子，所述第一簧片通过第一安装部设置在第一绝缘子上，所述第二簧片通过第二安装部设置在第二绝缘子上。

有益效果是：绝缘体采用两体式扣合结构，不仅便于两个簧片的独立安装定位，还便于各绝缘子的注塑成型，降低了注塑成型难度，扣合设计便于绝缘子装配，实现绝缘子的固定。

在绝缘体为两体扣合式结构时，所述第一安装部和第二安装部均呈U形，以使第一簧片和第二簧片均各自具有一个安装槽，每个绝缘子上均设置与安装槽对应凹凸配合的安装凸起，从而实现第一簧片和第二簧片的轴向安装限位。

有益效果是：在组装时，可借助U形安装部快速将第一簧片安装在第一绝缘子上，第二簧片安装在第二绝缘子上，然后将绝缘子相互扣合，提高了装配效率。

优选的，所述第一绝缘子与第二绝缘子通过键槽配合实现相对扣合定位。

有益效果是：便于两绝缘子的精准扣合定位，提高了连接器组装效率。

优选的，所述第二外壳体的外壁沿周向开设有环槽，所述环槽内嵌设有弹性件，弹性件在第二外壳体径向扩张时提供阻力，该弹性件为由绝缘材料或导电材料制成的O形圈。

有益效果是：弹性件可增加表贴接触压力的同时，还将显著提高射频连接器的板间机械压合寿命。

综上，本发明提出的射频连接器可以适用于低矮化板间射频信号的传输，具备抗振性能优异、生产效率及装配效率高及板间机械压合寿命长等优势。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一种簧片式低板间距弹性射频连接器的立体图。

图2是本发明一种簧片式低板间距弹性射频连接器的剖面图。

图3是第二外壳体的立体图。

图4是内导体的结构图。

图5和图6均是第一绝缘子和第二绝缘子在扣合前安装第一簧片和第二簧片时的示意图。

图7是绝缘体的结构示意图。

图8是本发明一种簧片式低板间距弹性射频连接器在使用时的状态示意图。

图9是本发明一种簧片式低板间距弹性射频连接器另一实施例的立体图。

图10是图9的剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”等指示相应技术特征数量的术语仅仅是用于描述目的，也不能理解为对数量作出的限制。

一种簧片式低板间距弹性射频连接器的实施例，如图1至图8，其包括外导体、内导体2及绝缘体3，所述绝缘体3固定设置在外导体内，所述内导体安装于绝缘体3上。使用状态下，本发明连接器安装于上印制板4和下印制板5之间，以实现两块印制板之间的高速射频信号传输。

具体而言，所述外导体包括第一外壳体11以及轴向浮动套装在第一外壳体11的上端及下端的第二外壳体12，即第二外壳体12设置两个，分别设于第一外壳体11的上端和下端。所述第一外壳体呈中空柱体构件，其内部固定安装所述绝缘体3，第一外壳体11的外壁沿周向设置上下对称分布的两个斜面111，每个斜面111适配一个第二外壳体12，两个斜面的对称面为第一外壳体上下方向上的中位线所在径向面。位于上方的斜面由上到下逐渐远离第一外壳体的中轴线，则下方的斜面由下到上逐渐远离第一外壳体的中轴线。

所述第二外壳体12为具备导电性能及弹性形变复位能力的开口环，其径向上具备开口121，第二外壳体径向扩张时所述开口121变大。本实施例中，第一外壳体11的上下两端各设有一个限位部112，限位部112沿径向凸设；安装时，采用工装将第二外壳体撑开并装配于第一外壳体的两端，装配到位后，第二外壳体靠近对应斜面一端的内壁处设置的凸缘122与限位部112在轴向上挡止配合，以防止第二外壳体脱离第一外壳体，斜面111对第二外壳体12具有轴向支撑力，使得每个凸缘与其相对应的限位部为抵接关系。第二外壳体在受到轴向压力时能够沿斜面相对运动，斜面此时对第二外壳体的轴向运动起到引导作用，二者为滑动配合关系，并且第二外壳体在轴向运动过程中将被斜面逐渐撑开，第二外壳体内径逐渐扩大，开口逐渐变大，以此实现外导体上下两端的轴向弹性浮动。轴向压力消失后，第二外壳体自身恢复弹性变形而收缩，在对应斜面的引导作用下相对于第一外壳体向其端部方向运动，恢复至图2所示的状态。

内导体2包括呈中心对称设置于绝缘体3上的第一簧片21和第二簧片22，对称中心位于外导体的中轴线上，为整个外导体的内部中心。第一簧片与第二簧片为反对称装配结构，两个簧片的结构相同，可以使用同一种模具制造，各簧片为一体成型结构，结构强度高，可实现数百次的板间机械压合寿命。具体而言，第一簧片21包括一体相连的第一弹片部211、第一安装部212，第二簧片22包括一体相连的第二弹片部221、第二安装部222，所述第一弹片部211设有与上印制板4弹性接触导通的上接触点23以及与第二安装部222弹性接触导通的第一侧触点24，所述第二弹片部221设有与下印制板5弹性接触导通的下接触点25以及与第一安装部212弹性接触导通的第二侧触点26。此结构设计使得两个簧片相互接触导通，在内导体与上下印制板导通时，两个簧片相互弹性接触实现双通道射频信号的板间传输，提高传输可靠性。

本实施例中，由于两簧片结构相同，以第一簧片21为例进行结构描述，所述第一安装部212呈U形，第一安装部212贯穿绝缘体3的轴向通孔31，以便于第一安装部与第二弹片部进行接触。第一安装部212的上端与第一弹片部211连接，第一安装部212的下端与绝缘体下表面抵接，第一安装部的上下两端为径向水平布置，第一安装部212下端与第二弹片部221弹性贴合，将第一安装部212与第二弹片部221弹性接触的一端定义为接触端2121，则该接触端在第二弹片部受轴向压力时与第二侧触点径向滑动配合，接触端对第二弹片部具有一定的轴向支撑力，此举提高了第二弹片部与下印制板的弹性接触力。所述第一弹片部与第一安装部连接的一端设为固定端，则第一弹片部的另一端为活动端2111，固定端与活动端之间为先倾斜向上延伸、再折弯并倾斜向下延伸的弯式弹片结构，以使第一弹片部呈L形或V形或U形等具备轴向弹性压缩能力的弹片，并且折弯处为第一弹片部的顶端，所述上接触点位于第一弹片部的顶端。进一步的，第一弹片部的活动端设有所述第一侧触点24，优选的，第一弹片部的活动端2111折弯并倾斜向上延伸，以使第一侧触点与第二安装部的接触面为弧面。第一弹片部的活动端2111(即第一弹片部与第二安装部相接触的一端)与绝缘体3在径向上具有第一间隙27，该第一间隙为第一弹片部受轴向压力时能够在径向上运动提供避让空间。借由上述结构，使得第一簧片整体呈伞状结构，其中第一安装部为“伞柄”，第一弹片部为“伞面”。同理，第二簧片为与第一簧片呈中心对称布置的伞状结构，其原理和结构在此不作赘述，其第二间隙28的位置如图2所示，以使连接器安装于印制板的过程中，第一弹片部与第二弹片部沿径向相对运动。

作为优选，上接触点23和下接触点24与对应印制板均为圆弧面接触，不易损伤印制板上的焊盘。由于外导体和内导体均具有轴向弹性浮动的功能，因此二者相互配合可同时保证内外导体与上下印制板的接触导通，本实施例中，上接触点与位于第一外壳体上端的第二外壳体上端面齐平，下接触点与位于第一外壳体下端的第二外壳体下端面齐平。

进一步的，所述绝缘体3为两体扣合结构，其包括相互扣合的第一绝缘子32和第二绝缘子33，所述第一簧片21通过第一安装部定位在第一绝缘子32上，所述第二簧片22通过第二安装部定位在第二绝缘子上。具体而言，所述第一安装部和第二安装部均呈U形，U形安装部可使第一簧片和第二簧片均各自具有一个安装槽6，对应的，每个绝缘子上设置与对应安装槽凹凸配合的安装凸起7，借助安装槽与安装凸起的卡接配合，可以实现簧片与对应绝缘子的径向扣装，优选的，安装槽与对应的安装凸起为过盈配合，此时U形安装部对安装凸起具有一定的夹持力。如图7，扣合后，两个相对的安装凸起之间形成轴向通孔31，第一、第二安装部贯穿该轴向通孔，从而使其中一个簧片延伸至绝缘体的另一端并与另一个簧片进行接触。此外，在扣合后，两绝缘子相对的扣合面可以对所有簧片起到径向抵接限位作用，防止各簧片朝宽度方向晃动。

为了提高组装效率，所述第一绝缘子与第二绝缘子通过键槽配合实现相对扣合定位。例如在第一绝缘子的扣合面上设置定位键8，在第二绝缘子的扣合面上设置与该定位键卡接配合的定位槽9。或者，定位键设于第二绝缘子上，定位槽设于第一绝缘子上；或者，在第一绝缘子上设置定位键及定位槽，在第二绝缘子上设置相匹配的定位槽和定位键。安装时，将内导体的两个簧片分别装入对应绝缘子中，将两绝缘子进行扣合装配；然后通过专用压配工装将扣合后所形成的柱形绝缘体过盈强装入第一外壳体内，最后使用专用工装将第一外壳体两端配合的第二外壳体(开口环)装配到位。

如图8，射频连接器使用时，两个印制板之间设置的定位板10可限制射频连接器的安装位置，保证上、下接触点与对应焊盘的精准弹性贴合。反对称伞状簧片式结构的内导体在压缩使用时其上、下接触点的表面接触力更容易在同一轴线上，具备较强的抗振性能，也更易保证簧片结构的稳定性。第二外壳体为开口环实现弹性浮动，压缩使用时吃掉板间距误差的同时，实现外导体与上下印制板的可靠接触。与现有的插针内导体相比，本发明的轴向尺寸可以做的更小，利于连接器的小型化设计以及高密度部署及低板间距要求的场合，从而实现更高速率的信号传输。其次，在射频连接器高密度部署场合中，常规插针式内导体与印制板上插孔结构的插接配合时插拔力较大，不利于印制板的安装及拆卸。而本申请的圆弧形上、下接触点依靠弹性力保持稳定的接触力，简化了印制板端结构，利于压缩板间距，并使得印制板安装时插拔力低、不易损坏。

作为优选，为了提供阻抗补偿，改善优化射频性能，在绝缘体的上下端面上设置至少一个凹槽34，凹槽可使连接器的阻抗达到所需范围，从而提高连接器的高速性能。

如图9和图10，在另一实施例中，作为进一步的改进，将第二外壳体12设计为外环槽形式，即在第二外壳体的周向外壁开设环槽123，在环槽内嵌设专用的弹性件124，可增加表贴接触压力的同时，还将显著提高连接器的板间机械压合寿命，使得机械压合次数可高达500次以上。所述弹性件可为导体结构，例如采用导电塑胶制成的O形圈，或者，弹性件也可以为各种绝缘材料制成的O形圈，本发明对此不作限制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种簧片式低板间距弹性射频连接器，包括外导体、内导体及绝缘体，内导体设置在绝缘体中，其特征在于：

所述外导体包括第一外壳体，所述第一外壳体的上下两端均设置有第二外壳体，所述第二外壳体能够相对于第一外壳体沿轴向弹性浮动，所述绝缘体安装在第一外壳体内；

所述内导体包括呈中心对称设置的第一簧片和第二簧片，第一簧片包括相连的第一弹片部、第一安装部，第二簧片包括相连的第二弹片部、第二安装部，所述第一弹片部设有与上印制板弹性接触导通的上接触点以及与第二安装部弹性接触导通的第一侧触点，第二弹片部设有与下印制板弹性接触导通的下接触点以及与第一安装部弹性接触导通的第二侧触点，所述第一安装部和第二安装部均与绝缘体连接以实现对应簧片的安装定位。

2.根据权利要求1所述的一种簧片式低板间距弹性射频连接器，其特征在于：所述第一外壳体的上下两端均设有限位部，第一外壳体的侧壁设有上下对称分布的斜面；所述第二外壳体为开口环结构，每个第二外壳体上均设有与对应的限位部轴向挡止配合以防止第二外壳体脱离第一外壳体的凸缘，所述斜面在第二外壳体受到轴向压力时与第二外壳体滑动配合，此时第二外壳体在斜面作用下沿径向扩张，以实现第二外壳体能够相对于第一外壳体进行轴向浮动。

3.根据权利要求1所述的一种簧片式低板间距弹性射频连接器，其特征在于：所述第一弹片部和第二弹片部呈L形或V形或U形，从而使第一簧片和第二簧片均呈伞状结构。

4.根据权利要求3所述的一种簧片式低板间距弹性射频连接器，其特征在于：第一弹片部与第二安装部相接触的一端在径向上与绝缘体之间具有第一间隙；第二弹片部与第一安装部相接触的一端在径向上与绝缘体之间具有第二间隙。

5.根据权利要求1所述的一种簧片式低板间距弹性射频连接器，其特征在于：上接触点和下接触点与其相对应弹性接触的印制板均为圆弧面接触。

6.根据权利要求1所述的一种簧片式低板间距弹性射频连接器，其特征在于：所述绝缘体为两体扣合式结构，其包括相互扣合的第一绝缘子和第二绝缘子，所述第一簧片通过第一安装部设置在第一绝缘子上，所述第二簧片通过第二安装部设置在第二绝缘子上。

7.根据权利要求6所述的一种簧片式低板间距弹性射频连接器，其特征在于：所述第一安装部和第二安装部均呈U形，以使第一簧片和第二簧片均各自具有一个安装槽，对应的，每个绝缘子上设置与对应安装槽凹凸配合的安装凸起。

8.根据权利要求7所述的一种簧片式低板间距弹性射频连接器，其特征在于：所述第一绝缘子与第二绝缘子通过键槽配合实现相对扣合定位。

9.根据权利要求2所述的一种簧片式低板间距弹性射频连接器，其特征在于：所述第二外壳体的外壁沿周向开设有环槽，所述环槽内嵌设有弹性件，弹性件在第二外壳体径向扩张时提供阻力。

10.根据权利要求9所述的一种簧片式低板间距弹性射频连接器，其特征在于：所述弹性件为由绝缘材料或导电材料制成的O形圈。

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