可用通用工具配裝的同軸電纜連接器的製作方法
2023-06-01 07:52:16 2
專利名稱：可用通用工具配裝的同軸電纜連接器的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及同軸電纜連接器。更具體地說，本發明涉及一種具有簡易安裝特性的同軸電纜連接器，可在減少的特定連接工具要求的情況下與裝設。
背景技術：
同軸電纜連接器例如用於要求高可靠性和高精確度的通訊系統中。一個未良好安裝的連接器回損害設備，顯著降低系統性能，並可能導致系統過早失效。因此，先前的連接器通常包括繁瑣的安裝說明，其需要特定於每種連接器的昂貴的專門工具。
用於連接器的一種專用工具就是剝線鉗。剝線鉗用於精確剝下同軸電纜的外皮，將規定長度的外導體露出以便與連接器的預期表面電接觸。如果剝下的外皮的量短、過或不均勻，則連接器之於電纜的電聯接及環境密封會降低。
連接器可能回用在受限的空間中，例如在其間空隙很小一簇電纜之間。狹窄的空間增加了連接器適當裝設及互聯的難度，因為空間狹窄，當用手或扳手擰緊連接器時，只能重複小幅度的動作，增加了需要的時間。並且連接器可能安裝在諸如無線發射塔頂部的暴露位置上，在這些地方安裝人員較少傾向於正確遵循耗時的安裝步驟。
連接器上和連接器之間的螺紋聯接一般用扳手擰緊，用力過大時會損壞連接器和/或相關的電纜。因此，先前的連接器安裝說明往往規定使用具有針對每種連接器設定的扭矩的扭矩扳手。針對螺旋聯接施加適當的扭矩，如15-20磅-英寸，確保了正確的電聯接並防止施加會使螺紋、密封和/或電纜的相對軟金屬變形或者另外損壞的過大的力。扭矩扳手成本較高且容易損壞，而且安裝人員不一定隨身攜帶或者怠於正確使用。
同軸電纜連接器市場的競爭已經將注意力集中在降低總成本上，這包括安裝人員的培訓，減少特殊安裝工具的使用，減少所需安裝步驟和/或操作的總數。
發明內容
因此，本發明的目的就是提供一種能克服現有技術中的不足的連接器。
納入本說明書中並構成本說明書一部分的附圖示出本發明的實施例，並連同上面給出的本發明的總體說明和下面給出的具體實施例的詳細說明用於對本發明的原理進行解釋。
圖1為根據本發明一實施例的同軸連接器和用於配設該連接器的同軸電纜的局部剖視側視圖；圖2為根據本發明一實施例的後夾緊螺母的外部側視圖；圖3為沿圖2中A-A線的側剖視圖；圖4為沿圖2中B-B線的端剖視圖；圖5為根據本發明另一實施例的後夾緊螺母的外部側視圖；圖6為根據本發明另一實施例的同軸連接器的局部剖視側視圖；圖7為沿圖6中A-A線的端剖視圖；圖8為圖6的端視圖；圖9為根據圖6-8中所示的本發明實施例的指擋環的端視圖；圖10為圖9中所示的指擋環的側視圖；圖11為根據圖6-8中所示本發明實施例的坡面環的端視圖；圖12為圖11中所示的坡面環的側視圖；圖13為根據本發明第二個實施例的連接器的局部側剖視圖；圖14為沿圖13中A-A線的端剖視圖；圖15為根據本發明第二個實施例的聯接螺母的端視圖；圖16為圖15中聯接螺母的剖視圖；圖17為根據本發明第二個實施例的內連接套的端視圖；圖18為沿圖17中B-B線的剖視圖；圖19為根據本發明第三個實施例的聯接螺母組件的連接器端視圖；圖20為沿圖19中A-A線的局部剖視圖；圖21為根據本發明第三個實施例的聯接螺母的等角視圖；圖22為圖21的聯接螺母的剖側視側視圖；圖23為根據本發明第三個實施例的內連接套的外部側視圖；
圖24為圖23的內連接套的剖視側視圖；圖25為根據本發明第三個實施例的指擋環的端視圖；圖26為沿圖25中A-A線的剖視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，與同軸電纜5配用的連接器1具有套裝在電纜5末端上的後夾緊螺母10。電纜5的外皮20從電纜5的末端剝下以便暴露出外導體15。螺紋25用以將外導體15夾緊在連接器主體50、圓形螺旋彈簧31、夾緊套環(thrust collar)33及通過下面描述的過緊保護組件24連接於後夾緊螺母10的第一內連接套26之間以將連接器1固定在電纜5上。如果不採用過緊保護組件24，則可在夾緊螺母10上形成螺紋25並且省去第一內連接套26。還有，可省去圓形螺旋彈簧31，並且外導體15直接夾緊在連接器主體50和第一內連接套26或後夾緊螺母10之間。同軸電纜5的內導體27與連接器1的內接觸體30接合，內接觸體30通過絕緣體35與外導體15配合表面間隔開來。
圖2-4顯示了連接器1的電纜剝除特徵，他們示出後夾緊螺母10的簡化形式。後夾緊螺母10在連接器1的、適於配裝帶有電纜外皮20的同軸電纜5的電纜端28處具有帶有第一內部直徑D1的後夾緊螺母孔32。在連接端29處的後夾緊螺母孔32的較小第二內部直徑D2適於納裝僅只是電纜1的外導體15。
形成在後夾緊螺母10上的槽40具有切削刃45，該切削刃45位於處於第一內部直徑D1與第二內部直徑D2之間的螺旋臺階47的端部。當後夾緊螺母10套放在電纜5的末端上時，電纜外皮20靠接於螺旋臺階和切削刃45上。繞電纜5旋轉後夾緊螺母10驅使電纜外皮20頂在切削刃45上，切削刃將電纜外皮20切下並使之與外導體15分開。隨著後夾緊螺母10在電纜5上前行，電纜外皮20的切下部分從槽40排出。例如當外導體15到達後夾緊螺母10的連接端時，電纜外皮20被削到正確的長度。
後夾緊螺母10可以通過詳細示出在圖5中的螺紋25聯在連接器主體50上。螺紋25包括沿連接器的長度彼此等距間隔開的四條交錯同心螺紋。四條螺紋中的每一條螺紋具有相同的導程，各螺紋端部圍繞連接器1的軸線彼此間隔90度。交錯螺紋25所具有的螺距是普通的四倍，從而使連接器1的螺紋組裝與普通單線螺紋相比僅需所轉圈數的四分之一。因為螺紋25是交錯的，因此它能保持相同的螺紋對螺紋接觸面積，導致與普通單頭螺紋類似的強度，但螺距以係數4增加。在另外的實施例中，採用兩條或三條交錯的同心螺紋，導致將後夾緊螺母10聯在連接器主體50上時所需的旋轉圈數分別減少一半或三分之二。形成在後夾緊螺母10及連接器主體50外表面上的平部55提供了將後夾緊螺母10上緊在連接器主體50上的工具表面。
連接器1的一個或多個過緊保護組件24防止聯接螺母54和/或後夾緊螺母10過度擰緊，而造成對聯接螺母54、連接器主體50、後夾緊螺母10(如果存在)、螺紋、密封和/或電纜上的相對軟金屬的損害。分開的過緊保護組件24可用於與螺紋25和連接器螺紋56協同操作，這兩個螺紋具有各自的額定扭矩。
如圖6-8中所示，藉助連接器1的簡化形式對過緊保護組件24首先進行解釋，在聯接螺母54中具有過緊保護組件24。聯接螺母54有一個尺寸確定得用以裝放一第二內連接套60的孔。第二內連接套60具有用於與其它連接器或等同物相聯、位於內徑59上的連接器螺紋56。在匹配螺紋表面類似構作而成的情況下，該連接器螺紋56可以是上面所述的多頭交錯同心螺紋。第二內連接套60可以通過向內突出的連接套法蘭61以可旋轉結構保持在連接器主體50上，連接套法蘭61搭靠接口件63上相應的向外突出的接口法蘭62，接口件63例如壓裝入連接器主體50的電纜端28。
本領域技術人員將會連接，過緊保護組件24可同樣地用在如圖1所示的後夾緊螺母10上。
在相對於後夾緊螺母10應用過緊保護組件24的情況下，下面有關第二內連接套的描述同樣適用於第一內連接套26或其它類似部件。
藉助於連接到聯接螺母54上的第一互鎖表面及連接到第二內連接套60的相應第二互鎖表面，在選定的扭矩範圍內旋轉聯接螺母54而連接於第二內連接套60，第一及第二互鎖表面有互補的突出物。此處，第一和第二互鎖表面形成在例如圖9、10中所示的指擋環65上，以及例如圖11、12中所示的坡面環70上。指擋環65和坡面環70同軸地設置於形成在聯接螺母54上的臺階(step)或槽52中。
指擋環65可以通過多個圍繞槽52的內徑分布的、與指擋環65上的相應指擋環槽76互鎖的第一環片75被鎖合到聯接螺母54。同樣地，坡面環70可以通過多個向內突出的、與例如形成在第二內連接套60的電纜端上的內連接套槽78配合的第二環片77被鎖合到第二內連接套60。從指擋環65向內突出的指擋80與從坡面環70向外延伸的坡面85接合。
聯接螺母54的旋轉被傳遞到第二內連接套60，用於擰緊連接器螺紋56直至達到預設的扭矩值，此時指擋環65的指擋80及/或坡面環70的坡面85暫時偏轉/變形並滑過坡面環70，反之亦然，從而防止範圍之外的扭矩施加在第二內連接套60以及從而連接器螺紋56、墊片和/或相對軟的電纜金屬上。在反向旋轉過程中，指擋80碰到具有增大的角度的斜面85的臺階側，確保可以施加足以使連接器1鬆脫的增加了的扭矩。
指擋環65滑過坡面環70的扭矩值可以進行調整，例如，通過選擇具有預期彎曲/變形特性的材料；調整指擋80和/或坡面85的配合表面的角度；和/或改變所選材料的厚度。形成指擋環65和/或坡面環70的方法有很多種，如機加工，金屬衝壓，彎曲和環鍛金屬坯料或用諸如塑料、尼龍、聚碳酸脂、ABS或類似材料進行注射模製。指擋環和坡面環對的位置可以轉換、和/或第一環和第二環之一或兩者用其它形式的互補突起代替、和/或互鎖結構中互補對中的至少一個當施加的旋轉扭矩達到預設的門檻值時會發生暫時或永久偏轉/變形並釋放連接器主體50之於第二內連接套60互鎖。例如，根據本發明，可以採用具有同樣效果的互鎖突起、臺塊、拱形結構和/或片簧。
通過為第二內連接套60或聯接螺母54配設指擋環65和/或坡面環70的互鎖功能突起，所得到的組件的整體尺寸、加工作業和元件的總數量可以減少。如圖13-18所示，如使用金屬指擋環65的第二個實施例中所示出的，相同的元件使用類似的注示，坡面85與第二內連接套60形成一體。如圖15和16中所示，聯接螺母54還是採用多個第一環片75與尺寸確定得用於壓裝於槽52中的指擋環65的指擋環槽76旋轉互鎖，如圖9、10所示。
在第二種實施例中，如圖17和18所示，第二內連接套60由唇邊87保持在聯接螺母54內，唇邊87圍繞第二內連接套60的連接器端29形成。當第二內連接套60插入在聯接螺母54內時，唇邊87卡入並轉動地保持在相應的連接套保持槽89內。
如圖19-26所示，第三個實施例例如示出了採用由塑料材料形成的指擋環65。通過圍繞聯接螺母54的電纜端28形成的、容納指擋環65的相應向外突出的肋片91的多個第一環槽90，指擋環65在溝槽52內具有簡化的安裝。考慮到塑料材料的強度較低，指擋80及相應的坡面85的數目可以增加。唇邊87可利用形成在第二內連接套60的連接器端處的多個單個凸頭93來形成。
連接器1可以適配於特定同軸電纜5的尺寸和構造，比如，內導體和/或外導體27、15上帶有環狀或螺旋狀波紋的同軸電纜。另外，連接器1的連接器端可適於根據特定接口的陰、陽實施例或任何標準的連接器類型如F型，BNC，N型或DIN而進行匹配。
本發明提供了具有容易安裝特性的同軸連接器並且減少對特殊安裝工具的需要。電纜外皮切削刃槽消除了對專門剝皮工具的需要，並在連接器組裝過程中將外皮剝下而保證正確的外導體外露，而無需單獨的剝皮步驟。交錯螺紋允許連接器以顯著減少的旋擰需要得以安裝。而且，避免在連接器安裝過程中施加過大扭矩所造成的損害並且消除對扭矩扳手的需要可結合在連接器中。
本領域技術人員將會理解，這裡描述的扭矩限制聯接螺母組件還可用於需要扭矩限制功能的其它非連接器的應用場合。通過去除內連接套法蘭61，扭矩限制聯接螺母組件可被用來取代任何普通的螺紋螺母，從而對任何螺紋聯接提供扭矩限制的有益特性。例如，在用螺母和螺栓固定玻璃板和鏡子的場合中，可以採用本發明的扭矩限制螺母以限制螺母上緊在螺栓以及從而玻璃板上時施加的壓力。
零件表
在前面的描述中已經涉及的材料、比例、整數和組件在具有等同物的情況下，那麼這些等同物如同單獨列舉一樣結合在本說明書中。
雖然已經通過對具體實施例的描述說明了本發明，並且儘管已經對實施例的細節作出詳細的描述，但是申請人的目的並不是將權利要求的範圍以任何受限的方式限制在這些細節中。對本領域內的技術人員來說，其它優點和修改都是顯而易見的。因此從廣義方面來看，本發明並不限於具體細節，代表裝置，方法，以及所示出的示例性範例。因此，細節上的差異並不表明其偏離申請人的總體發明構思。另外，應該注意到的是，某些改進和/或修改可以在不背離權利要求中所述的本發明範圍或宗旨的前提下進行。
權利要求
1.一種與具有內導體、外導體和外皮的同軸電纜配合使用的同軸連接器，包括後夾緊螺母，具有在電纜端有第一內徑而在連接器端有較小的第二內徑的孔；第一內徑的尺寸確定得用以容納帶有外皮的電纜，而第二內徑的尺寸確定得用以容納不帶外皮的電纜；在第一內徑與第二內徑之間的螺旋臺階在帶有切削刃的槽的連接器端和電纜端之間圍繞所述孔延伸；當電纜插入所述孔並且連接器或電纜之一旋轉時，位於第二內徑處的切削刃用以切除電纜外皮並使之與外導體分離；適於在連接器端連接於後夾緊螺母的連接器主體。
2.根據權利要求1所述的連接器，其中，連接器主體與後夾緊螺母通過螺紋聯接。
3.根據權利要求2所述的連接器，其中，所述螺紋為多頭交錯同心螺紋。
4.根據權利要求3所述的連接器，其中，所述多頭交錯同心螺紋為兩頭、三頭或四頭交錯同心螺紋之一。
5.根據權利要求1所述的連接器，其中，還包括位於後夾緊螺母與內連接套之間的過緊保護組件；連接器主體在連接器端通過在內連接套上的螺紋聯接於後夾緊螺母。
6.根據權利要求5所述的連接器，其中，所述過緊組件具有第一互鎖表面和第二互鎖表面；第一互鎖表面和第二互鎖表面各具有多個互補的突起；第一互鎖表面連接於連接器主體，而第二互鎖表面連接於內連接套；第一互鎖表面和第二互鎖表面的互補的突起相互作用，使得在通過施加低於門檻值的扭矩轉動連接器主體期間連接器主體聯接於內連接套；在施加等於或大於門檻值的扭矩時，互補的突起中的至少一個發生撓曲以便解除連接器主體與內連接套的聯接。
7.根據權利要求6所述的連接器，其中，第一互鎖表面為指擋環，指擋環通過與指擋環上的相應第一環槽咬合的、在後夾緊螺母的槽內向內突出的第一環片連接於連接器主體。
8.根據權利要求6所述的連接器，其中，第二互鎖表面為坡面環，坡面環通過與內連接套的相應內連接套槽咬合的、向內突出的第二環片連接於內連接套。
9.根據權利要求6所述的連接器，其中，第一互鎖表面上的多個互補突起為多個向內突出的指擋。
10.根據權利要求6所述的連接器，其中，第二互鎖表面上的多個互補突起為多個向外突出的坡面。
11.根據權利要求6所述的連接器，其中，第二互鎖表面上的多個互補突起形成在內連接套的外表面上。
12.一種用於與同軸電纜相配接的同軸連接器，包括連接器主體及與連接器主體連接的接口件；與接口件同軸的聯接螺母和內連接套；內連接套具有用於與接口件配接的螺紋；以及與聯接螺母連接的第一內互鎖表面和與內連接套連接的第二外互鎖表面；第一互鎖表面和第二互鎖表面各具有多個互補的突起；第一互鎖表面和第二互鎖表面的互補的突起相互作用，從而在通過施加低於門檻值的扭矩轉動聯接螺母期間，該聯接螺母連接於內連接套；當施加等於或大於門檻值的扭矩時，互補的突起中的至少一個撓曲以解除連接器主體與內連接套的連接。
13.根據權利要求12所述的連接器，其中，第一互鎖表面是與聯接螺母連接的指擋環，而第一互鎖表面的互補的突起是多個從指擋環向內伸出的指擋。
14.根據權利要求12所述的連接器，其中，第二互鎖表面是連接於內連接套的坡面環，而第二互鎖表面的互補的突起是多個從坡面環向外伸出的坡面。
15.根據權利要求12所述的連接器，其中，第二互鎖表面是多個形成在內連接套外表面上的坡面。
16.根據權利要求12所述的連接器，其中，還包括具有後夾緊螺母孔的後夾緊螺母，後夾緊螺母孔在電纜端具有第一內徑，而在連接器端具有較小的第二內徑；第一內徑的尺寸寸確定得用以套裝於帶外皮的同軸電纜上，而第二內徑尺的寸確定得用以套裝於不帶外皮的電纜；第一內徑與第二內徑之間的螺旋臺階圍繞孔在具有切削刃的槽的連接器端和電纜端之間延伸；當電纜插入所述孔並旋轉時，位於第二內徑處的切削刃用以切除電纜外皮並使之與外導體分離；以及適於在連接器端連接於後夾緊螺母的連接器主體。
17.根據權利要求16所述的連接器，其中，連接器主體和後夾緊螺母通過多頭交錯同心螺紋聯接。
18.根據權利要求17所述的連接器，其中，所述多頭交錯同心螺紋為兩頭、三頭或四頭交錯同心螺紋之一。
19.一個同軸連接器，其中，連接器主體和後夾緊螺母通過多頭交錯螺紋聯接。
20.根據權利要求19所述的連接器，其中，所述多頭交錯同心螺紋為兩頭、三頭或四頭交錯同心螺紋之一。
21.根據權利要求19所述的連接器，其中，所述後夾緊螺母具有在電纜端具有第一內徑而在連接器端具有較小的第二內徑的的後夾緊螺母孔；第一內徑的尺寸寸確定得用以套裝於帶外皮的同軸電纜上，而第二內徑尺的寸確定得用以套裝於不帶外皮的同軸電纜；第一內徑與第二內徑之間的螺旋臺階圍繞孔在具有切削刃的槽的連接器端和電纜端之間延伸；當電纜插入所述後夾緊螺母孔並旋轉時，位於第二內徑處的切削刃用以切除電纜外皮並使之與外導體分離。
22.根據權利要求19所述的連接器，其中，連接器主體通過內連接套連接於後夾緊螺母，內連接套通過過緊保護組件連接於後夾緊螺母。
23.根據權利要求22所述的連接器，其中，過緊保護組件具有與後夾緊螺母連接的第一內互鎖表面，和與內連接套連接的第二向互鎖表面；第一互鎖表面和第二互鎖表面各具有多個互補的突起；第一互鎖表面和第二互鎖表面的互補的突起相互作用，使得在通過施加低於門檻值的扭矩轉動後夾緊螺母期間後夾緊螺母聯接於內連接套；在施加等於或大於門檻值的扭矩時，互補的突起中的至少一個發生撓曲以便解除後夾緊螺母與內連接套的聯接。
24.根據權利要求23所述的連接器，其中，第一互鎖表面是具有多個向內伸出的指擋的指擋環，而第二互鎖表面是具有多個向外伸出的坡面的坡面環。
25.根據權利要求23所述的連接器，其中，第二互鎖表面是多個圍繞內連接套外表面形成的坡面。
26.一種扭矩限制連接螺母組件，包括在電纜端具有槽的聯接螺母；適於套設於聯接螺母內的圓柱狀內連接套；該內連接套具有圍繞內徑的向內的連接螺紋；連接於槽的第一互鎖表面和連接於內連接套的第二互鎖表面；上述第一互鎖表面和第二互鎖表面各具有多個互補突起；第一互鎖表面和第二互鎖表面的互補的突起相互作用，使得在通過施加低於門檻值的扭矩轉動後夾緊螺母期間後夾緊螺母聯接於內連接套；在施加等於或大於門檻值的扭矩時，互補的突起中的至少一個發生撓曲以便解除後夾緊螺母與內連接套的聯接。
27.根據權利要求26所述的組件，其中，聯接螺母具有面向內的聯接螺母保持槽，內連接套上的向外伸出的唇邊被容納在該槽中，從而內連接套可旋轉地保持在聯接螺母內。
28.根據權利要求27所述的組件，其中，所述唇邊由多個凸頭形成，形成的唇邊從多個凸頭向外伸出。
29.根據權利要求26所述的組件，其中，第二互鎖表面作為多個坡面形成在內連接套的外徑上。
30.根據權利要求26所述的組件，其中，還包括內連接套法蘭，其在連接端向內伸至小於所述內徑的直徑處。
全文摘要
本發明公開一種具有多個交錯同心螺紋的同軸連接器，其可以減少安裝時對旋緊螺紋的要求。電纜剝皮特性可與該連接器合成一體，減少對單個剝線工具的需要。而且，在聯接螺母或後夾緊螺母中可以整合過緊保護組件。該過緊保護組件利用第一和第二互鎖表面與帶有可旋轉內連接套的連接器主體配合，直至預設的扭矩施加在形成於環上的突出物，而發生變形並互相滑過，保護連接器和電纜不受過大扭矩的破壞，並且在安裝連接器時減少對扭矩扳手的需要。第一和第二互鎖表面可在聯接螺母和內連接套上直接形成，或分別形成在互相配合的指擋環和坡面環上。
文檔編號H01R13/646GK1577983SQ20041005454
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月23日 優先權日2003年7月23日
發明者約翰·戴克斯特拉, 詹姆斯·夫洛斯, 拉裡·伯恩茲 申請人:安德魯公司