具有对准和压缩特征的同轴电缆连接件的制作方法

文档序号:11815078阅读:231来源:国知局
具有对准和压缩特征的同轴电缆连接件的制作方法与工艺

本发明大体上涉及电气设备,并且更特别地涉及同轴电缆连接件。



背景技术:

同轴电缆在发射器与接收器之间传输射频(“RF”)信号,且用来互连电视机、电缆盒、DVD播放器、卫星接收器、调制解调器和其它电气装置。典型的同轴电缆包含被柔性介电绝缘体、箔层、导电金属管状鞘或防护件以及聚氯乙烯护套包围的内部导体。RF信号通过所述内部导体来传输。导电管状防护件提供接地,并抑制对内部导体中的RF信号的电干扰和磁性干扰。

同轴电缆必须与将耦合到电气装置的电缆连接件配合。连接件通常具有:连接件主体;带螺纹配件,其经安装以在连接件主体的一端上旋转;钻孔,其从相对端延伸到所述连接件主体中,以接纳所述同轴电缆;以及所述钻孔内的内部柱,其耦合成与所述配件电连通。通常,将连接件压接到同轴电缆的就绪端上,以将所述连接件固定到所述同轴电缆。然而,压接偶尔会导致同轴电缆被压碎,其传递因泄漏、干扰或不良接地而降级的信号。此外,一些连接件过紧地安装到连接件主体,以致将所述连接件旋拧到电器上可能非常困难,而其它连接件的配件过松地安装在连接件主体上,以致配件与内部柱之间的电连接在配件移离所述柱时被破坏。



技术实现要素:

根据本发明的原理,同轴电缆连接件的实施例包含外部圆筒、应用于所述外部圆筒的后端的压缩垫圈,以及经安装来旋转到所述外部圆筒前端的带螺纹配件。所述外部圆筒具有内部压缩带,且所述压缩垫圈具有环绕形成于所述外部圆筒中的内部压缩带的外部压缩带。所述内部和外部压缩带响应于所述连接件的轴向压缩在未压缩位置与压缩位置之间移动。在压缩条件下,外部压缩带抵靠内部压缩带,使得所述内部压缩带径向向内变形。

根据本发明的原理,一种同轴电缆连接件的实施例包含圆柱形主体、经安装以随所述主体旋转的配件,以及设置在所述主体与所述配件之间的对准机构。所述对准机构在所述主体与所述配件之间压缩,以便对所述配件施加轴向力,来维持所述配件与所述主体之间的接触。所述对准机构包含类环状片簧,其与所述主体一体形成。

根据本发明的原理,一种同轴电缆连接件的实施例包含具有纵轴的外部圆筒,所述外部圆筒形成有压缩带。将同轴配件安装到外部圆筒的前端,以用于耦合到电气装置。将同轴压缩垫圈应用于所述外部圆筒。形成于压缩垫圈中的外部压缩带响应于同轴电缆连接件的轴向压缩,在未压缩条件与压缩条件之间移动。外部压缩带从未压缩条件到压缩条件的移动将内部压缩带成形为棘爪,其允许将缆线引入到同轴电缆连接件中,且接着防止缆线从其移除。

附图说明

参考下列图式:

图1是根据本发明的原理而构造和布置的同轴电缆连接件的透视图,其具有配件、外部圆筒和压缩垫圈,所述同轴电缆连接件在应用于同轴电缆的压缩条件下安装;

图2A和2B分别是图1的同轴电缆连接件的正视图和侧视图;

图2C是图1的同轴电缆连接件的外部圆筒的孤立透视图;

图3A和3B分别是在未压缩条件下和压缩条件下沿图2A中的线3-3截取的图1的同轴电缆连接件的剖面图;

图3C和3D是沿图2A中的线3-3截取的图1的同轴电缆连接件的放大剖面图;

图4A和4B分别是在应用于同轴电缆的未压缩条件和压缩条件下沿图2A中的线3-3截取的图1的同轴电缆连接件的剖面图;

图5是图4B的放大视图,其示出处于应用于同轴电缆的压缩条件下的图1的同轴电缆连接件;

图6A和6B是根据本发明的原理来构造和布置的同轴电缆连接件的替代实施例的透视图,其具有配件、外部圆筒和压缩垫圈,所述同轴电缆连接件分别在应用于同轴电缆的未压缩条件和压缩条件下安装;

图7A是沿图6A中的线7-7截取的图6A的同轴电缆连接件的剖面图;

图7B是沿图6A中的线7-7截取的图6A的同轴电缆连接件的放大剖面图,其详细示出压缩垫圈;以及

图8A到8C是沿图6A中的线7-7截取的剖面图,其示出将同轴电缆应用于同轴电缆连接件的一系列步骤。

具体实施方式

现在参考图式,其中在不同图中始终使用相同参考符号来表示相同元件。图1示出根据本发明的原理来构造和布置的同轴电缆连接件20,如其在压缩条件下将表现为压接到同轴电缆21上。出于实例的目的,所示的连接件20的实施例为结合RG6同轴电缆使用的F连接件,但应理解,下文的描述也适用于其它类型的同轴电缆连接件和其它类型的电缆。连接件20包含主体22,其具有:相对的前端23和后端24;耦合螺母或带螺纹配件25,其经安装以在主体22的前端23上旋转;以及压缩垫圈26,其安装到主体22的后端24。连接件20相对于图1中所说明的纵轴A具有旋转对称性。同轴电缆21包含内部导体30,且在连接件20所应用的条件下,从后端24延伸到连接件20中。内部导体30延伸穿过连接件20,并突出配件25之外。

图2A和2B更详细地示出在未压缩条件下未应用于同轴电缆21的连接件20。配件25是套筒,其具有:相对的前端31和后端32;接近于前端31的一体形成的环部分33;以及接近于后端32的一体形成的螺母部分34。还参看图3A,环部分33具有光滑的环状外表面35,以及相对的带螺纹内表面36,用于与电气装置啮合。简单地说,为了解释,如贯穿描述所使用的,短语“电气装置”包含具有阴柱来接纳阳同轴电缆连接件20来传输RF信号(例如有线电视、卫星电视、因特网数据等)的任何电气装置。配件25的螺母部分34具有:六角形外表面40,用以接纳工具的钳口;以及相对的带凹槽内表面41(图3A中示出),用以接纳垫片且用以与连接件20的主体22啮合。暂时参看图3A,内部空间37从形成于配件25的前端31的嘴部38延伸到配件25中,延伸到形成于后端32的开口39,且分别由环部分33和螺母部分34的内表面36、41定界。两个环状通道74和75从连续围绕螺母部分34的内表面41,从内部空间37延伸到螺母部分34中。返回参看图2B,配件25的螺母部分34安装在主体22的前端23上,以围绕轴A旋转。配件25由具有较强、较硬、刚性、耐用且高导电材料特性的材料或材料组合(例如金属)构造。

仍参看图2B,压缩垫圈26具有:相对的前端42和后端43;环状侧壁44,其在前端42与后端43之间延伸;以及环状外部压缩带45,其形成于侧壁44中,沿压缩垫圈26的前端42和后端43之间的轴A在大体中间的位置处。现在参看图3A,压缩垫圈26具有光滑环状外表面50和相对的光滑环状内表面51。由内表面51定界的内部空间52从形成于压缩垫圈26的后端43处的嘴部53延伸进压缩垫圈26中,并延伸到形成于前端42的开口54。内部空间52是形状和大小设计成接纳同轴电缆21的钻孔。压缩垫圈26摩擦配合到连接件22的主体22的后端24上,接近于开口54,以分别限制主体22和压缩垫圈26围绕和沿着轴A的径向、轴向和旋转移动。压缩垫圈26由具有较强、较硬、刚性和耐用材料特性的材料或材料组合(例如金属、塑料等)构造。

继续参看图3A,连接件20的主体22是包含圆柱形外部圆筒60和安置在外部圆筒60内的圆柱形同轴内部柱61的组合件。内部柱61是沿轴A延伸且关于轴A旋转对称的细长套筒。内部柱61具有相对的前端62和后端63,以及相对的内表面64和外表面65。内部柱61的后端63处的外表面65形成有两个环状脊70a和70b,其向前端62突出,且从轴A径向向外突出。当在此处使用术语时,“径向”表示沿从轴A延伸的半径对准。此外,术语“轴向”表示平行于轴A延伸或对准。脊70a和70b沿内部柱61的后端63彼此间隔开。脊70a和70b在应用于同轴电缆连接件20的电缆上提供抓握。

现在参看图3C的放大视图,内部柱61的外表面65形成有一系列指向外的凸缘66a、66b、66c、66d、66e,其沿接近于前端62的内部柱61隔开。每一凸缘具有相似的结构,且径向突出远离轴A;凸缘66a、66d各自包含指向内部柱61前端62的前面,以及指向内部柱61后端63的后面;凸缘66b、66c各自包含指向内部柱61后端63的后面;且凸缘66e包含指向内部柱61前端62的前面。凸缘66a到66e中的每一者远离轴A延伸到不同的径向距离。凸缘66a、66b在内部柱61周围形成环状榫槽或通道71,其界定于凸缘66a的前面与凸缘66b的后面之间。外部圆筒60在通道71处耦合到内部柱61。

仍参看图3C,配件25的后端32与通道74处的螺母部分34的内表面41、凸缘66c处的内部柱61的外表面65,以及凸缘66d的后面协作,以在内部柱61与螺母部分34之间形成第一环形体积72,用于接纳环垫片73。另外,通道75处的螺母部分34的内表面41与凸缘66d的前面以及凸缘66e处的内部柱61的外表面65协作,以在内部柱61与螺母部分34之间形成第二环形体积80,用于接纳环垫片81。配件25由环垫片73、81支撑并设置在内部柱61上,且环垫片73、81防止湿气引入到连接件20中。内部柱61由具有较硬、刚性、耐用且高导电性的材料特性的材料或材料组合(例如金属)构造,而环垫片73、81由具有可变形、弹性、形状记忆材料特性的材料或材料组合构造。

现在返回到图3A,外部圆筒60是沿着轴A延伸的细长圆柱形套筒,其关于轴A旋转对称。外部圆筒60具有侧壁150,其具有相对的前端82和后端83,以及相对的内表面84和外表面85。内表面84界定并定界内部电缆接纳空间90,其形状和大小设计成接纳同轴电缆21,且其中安置内部柱61的后端63。外部圆筒60的后端83处的开口91与压缩垫圈26的内部空间52连通,并引入内部电缆接纳空间90中。外部圆筒60的前端82形成有向内突出的环状唇部92。唇部92以摩擦配合啮合抵接通道71并接纳在通道71中,从而将外部圆筒60固定在内部柱61上。唇部92连同主体的前端23和配件25的后端32一起界定周向凹槽87,其从外部圆筒60的外表面85延伸到连接件20中。

外部圆筒60的前端82与对准机构93一体形成,所述对准机构安置在外部圆筒60与配件25之间的周向凹槽87中,以在外部圆筒60与配件25之间施加轴向力,来维持配件25与主体22的内部柱61之间的接触。如在图2C中所见,其孤立示出外部圆筒60,对准机构93包含设置在唇部92与外部圆筒60的沿外表面84的周长85a之间的两个弹簧94、95。弹簧94是具有相对端94a、94b以及中部94c的类环状片簧。弹簧95是具有相对端95a、95b以及中部95c的类环状片簧。当在本文使用时,“类环状”表示弓形延伸越过圆的小于整个圆的弓形片段的形状。弹簧94、95是由一片平坦、较薄、细长的弹性材料形成的片簧。弹簧94、95相对于轴A呈类环状。弹簧94的端94a、94b固定到外部圆筒60的前端82,且中部94c不与前端82固定,并轴向远离外部圆筒60向配件25突出,使得弹簧94越过径向跨距具有弓形弯曲形状,且在轴向方向上具有凸形。弹簧94响应于轴向压缩而沿轴A弯曲,且弹簧94维持在压缩条件,其中中部94c接近于前端82。在弹簧94的压缩条件下,中部94c沿唇部92的一侧与外部圆筒60的外表面84之间的周长85a安置,且弹簧94在配件25上向前施加轴向偏置。

类似地,弹簧95的端95a、95b固定到外部圆筒60的前端82,且中部95c不与前端82固定,并轴向远离外部圆筒60向配件25突出,使得弹簧95越过径向跨距具有弓形弯曲形状,且在轴向方向上具有凸形。弹簧95响应于轴向压缩而沿轴A弯曲,且弹簧95维持压缩条件,其中中部95c接近于前端82。在弹簧95的压缩条件下,中部95c安置在唇部92的一侧与外部圆筒60的外表面84之间,且弹簧95在配件25上向前施加轴向偏置。在其它实施方案中,对准机构93包含若干弹簧,或作为安装在外部圆筒60的前端23处的柱上的圆盘或环体。对准机构93的此类替代实施例具有围绕轴A成形的环状正弦曲线或螺旋面,以及四个向前突出、在圆周上间隔开的接触点,其抵靠配件25。

现在参考图3C,将配件25安装成围绕轴A在内部柱61上自由旋转。为了允许自由旋转,环垫片73、81在径向方向上正好将螺母部分25与内部柱61间隔开,从而创造间隙86,允许径向方向上的轻微移动,且允许配件25因环垫片73、81上的低滚动摩擦而旋转。当配件25设置在主体22上,且旋拧到电气装置上或耦合到电气装置,对准机构93维持在压缩状态,且对准机构93所施加的力沿图3C中的线B在向前方向上驱策配件25,致使对准机构93抵靠配件25,且致使配件25的后端32上的接触面101接触凸缘66c的后面,其为接触面102。对准机构93所施加的指向前方的力克服向后方向上因环形体积72内的环垫片73的压缩而导致的抵抗弹簧力。以此方式,建立永久的低摩擦连接,其允许配件25在内部柱61上自由地旋转,且使配件25和内部柱61维持永久电连通。

外部圆筒60由具有较强、刚性、大小和形状记忆且电绝缘材料特性以及低摩擦系数的材料或材料组合(例如塑料或类似材料)构造。与外部圆筒60一体形成的对准机构93也具有较强、刚性、大小和形状记忆且电绝缘的材料特性,使得对准机构93的压缩致使对准机构93在与压缩相反的方向上产生抵消力,有助于使对准机构93返回到经对准且与轴A同轴的原始配置,使得配件25维持与轴A同轴。

继续参考图3C,弹簧94、95在周向凹槽87中在圆周上、直径上彼此偏移。中部94c、95c在直径上偏移,以便从主体22的相对侧向配件25提供均匀分布的力施加。当将配件25旋拧到电气装置上或耦合到电气装置时,弹簧94、95的弓形和凸形响应于配件25的向后移动而产生反作用力使得配件25相对于轴A维持在同轴对准状态,从而维持完全在内部柱61周围的接触面101与102之间的连接的连续性。维持对准和连接确保了传输穿过连接件20的信号不泄露到连接件20之外,外部RF干扰不泄露到连接件20中,且连接件20保持电接地。另外,两个中部94c、95c与配件25的后端32的相互作用归因于那些结构特征的材料构造以及配件25与对准机构93之间的有限数目的干扰位点而具有低摩擦系数。在对准机构93的其它实施例中,对准机构93的四个接触点均匀地隔开,以在四个接触点处对配件25提供均匀分布的力施加。

返回参看图3A,外部圆筒60的后端83设置压缩垫圈26。外部圆筒60的侧壁150在后端83附近具有减小的厚度,且界定内部压缩带152。现在参考图3D的放大视图,内部压缩带152包含主要脊部分103、次要脊部分104,以及形成于两者之间的弯曲部105。主要脊部分103和次要脊部分104具有径向向外突出远离轴A的直立脊。主要脊部分103形成为接近后端83,次要脊部分104在主要脊部分103前面形成,且弯曲部105是侧壁150在主要脊部分103和次要脊部分104之间的柔性较薄部分,其间界定活动铰链。主要脊部分103具有:倾斜的第一面110,其为干涉面,指向外部圆筒60的后端83;以及倾斜的第二面111,其指向外部圆筒60的前端82。次要脊部分104具有:倾斜的第一面112,其为干涉面,指向外部圆筒60的后端83;以及倾斜的第二面113,其指向外部圆筒60的前端82。V形通道114分别界定于第二面111与第一面112之间。主要脊部分103和次要脊部分104由与电缆接纳空间90相对的薄壁环115从内部柱61上的脊70a和70b设置在外部圆筒60的后端83上。薄壁环115是柔性的,且响应于径向引导的力施加而朝轴A径向向内偏转。安置在环115内侧的环状肩部116具有接近于外部圆筒60的外表面85的直立邻接表面120。

仍参看图3D,压缩垫圈26的侧壁44在前端42处变窄,且形成环状外部压缩带45。压缩垫圈26包含从其向前延伸的环122、安置在外部压缩带45与内表面51之间的接近于外部压缩带45的倾斜面133,以及接近于压缩垫圈26的后端43和内表面51形成的环状直立肩部134。外部压缩带45是侧壁44的变窄的有凹口的部分,其延伸到内部空间52中,且具有内表面123和相对的外表面124、第一壁部分125、相对的第二壁部分126,以及第一壁部分125和第二壁部分126在此交汇的柔性弯曲部130。第一壁部分125和第二壁部分126是刚性的,且弯曲部130是提供第一壁部分125与第二壁部分126之间的灵活性的活动铰链。外部压缩带45的第一壁部分125与第二壁部分126之间界定压缩空间131。环122从第二壁部分126向前延伸,并在与肩部116的邻接表面120并排定位的端子边缘132处终止。

仍参考图3D,配合在外部圆筒60上的压缩垫圈26紧密地包围外部圆筒60,其中压缩垫圈26的内表面51与外部圆筒60的外表面85成摩擦配合啮合而直接接触,以限制相对的径向、轴向和旋转移动。外部圆筒60的内部压缩带152接纳压缩垫圈26的外部压缩带45并与之啮合,以限制压缩垫圈26的相对的径向、轴向和旋转移动,其中肩部134与外部圆筒60的后端83间隔开,压缩垫圈26的倾斜面133与主要脊部分103的第一面110并排,外部压缩带45的沿第一壁部分125的内表面123与主要脊部分103的第二面111并排,弯曲部130接纳在通道114中并抵靠弯曲部105,外部压缩带45的沿第二壁部分126的内表面123与次要脊部分104的第一面112并排,且压缩垫圈26的端子边缘132与外部圆筒60的邻接表面120并排,所述布置界定外部圆筒60上的压缩垫圈26的合适条件。

在操作中,电缆连接件20有利于以电连通将同轴电缆21耦合到电气装置。为此,将电缆连接件固定到同轴电缆21,如图4A所示。通过在同轴电缆21的端部141剥离护套140的一部分以使内部导体30、介电绝缘体143、箔层144和柔性防护件145暴露,来使同轴电缆21准备好接纳电缆连接件20。将介电绝缘体143向后剥,以使预定长度的内部导体30暴露,并将防护件145的端部翻回,来覆盖护套140的一部分。接着将同轴电缆21的端部141引入到连接件20中,以将连接件20布置成处于未压缩条件,如图4A中所示。在此条件下,内部柱61安置在防护件145与箔层144之间,并与防护件145电连通。

仍参考图4A,为了将连接件20布置成处于同轴电缆21上的未压缩条件,使同轴电缆21与轴A对准,并沿着带箭头线C所指示的方向,传递到压缩垫圈26的内部空间52中。接着将同轴电缆21穿过开口91,并进入由内部柱61定界的电缆接纳空间90中,从而确保内部导体与轴A对准。同轴电缆21继续沿着图4A中的线C向前移动,直到同轴电缆21遇到内部柱61的后端63为止,在此位置处,防护件145前进越过后端63,脊70a、70b放置成与防护件145接触,且防护件145翻回越过护套140的部分与外部圆筒60的内表面84接触。箔层144和介电绝缘体143也在内部柱61内向前前进,抵靠内部柱61的内表面64。同轴电缆21沿线C的进一步向前移动使同轴电缆前进到图4A中说明的位置,其中介电绝缘体143的自由端安置在配件25的螺母部分34内,且内部导体30延伸穿过环部分33的内部空间37,且突出超过配件25的开口38。在此布置中,防护件145与内部柱61的外表面65接触并电连通。另外,因为对准机构93使配件25偏置成与内部柱61永久电连通,因此防护件145也通过内部柱61与配件25电连通,从而建立连接件20与同轴电缆21之间的防护和接地连续性。参考图3D和4A,在连接件20的未压缩条件下,外部圆筒60具有内径D,外部圆筒60的内表面84与脊70a、70b隔开距离G,且连接件20的从前端23到后端43的长度为长度L。在其中结合RG6型同轴电缆使用连接件20的实施例中,内径D大约为8.4毫米,距离G大约为1.4毫米,且长度L大约为19.5毫米。例如将结合其它类型的电缆使用的其它实施例将具有不同的尺寸。

从未压缩条件,连接件20移动到图4B中说明的压缩条件。外部圆筒60和压缩垫圈26的薄壁内部压缩带152和外部压缩带45有利于向下压接在同轴电缆21上,以提供连接件20与同轴电缆21之间的安全无害啮合。为了压缩连接件20,将连接件20放入压缩工具中,其抓住连接件20,并沿着带箭头线E和F,从前端23和后端43沿轴A轴向压缩连接件20。沿线E和F的轴向压缩力分别使外部圆筒60和压缩垫圈26的变薄侧壁150、44经受应力,从而驱策其各自响应于所述应力而变形和弯曲。

图5是应用了同轴电缆21的主体22的后端24和压缩垫圈26的放大视图。随着压缩工具操作,响应于所施加的轴向压缩力,压缩垫圈26的后端43朝外部圆筒60前进,从而致使压缩垫圈26和外部圆筒60分别在外部压缩带45和内部压缩带152处压缩。随着邻接表面120朝压缩垫圈26前进,外部压缩带45的倾斜面133与内部压缩带152的主要脊部分103的第一面110相交。倾斜面133和第一面110各自因所施加的力而倾斜,且彼此平行,且倾斜面133和第一面110相对于轴A倾斜地滑过彼此。外部圆筒60的后端83接触并抵靠压缩垫圈26的肩部134,且随着第一面110滑过倾斜面133,后端83在肩部134中枢转,且环115向内变形,从而致使内部压缩带152径向向内扣紧,且V形通道114向内变形。随着V形通道114向内变形,外部压缩带45在持续压缩力的作用下,扣紧到V形通道114中。第一壁部分125和第二壁部分126朝轴A向内倾斜定向,使得轴向压缩力致使第一壁部分125和第二壁部分126朝轴A径向向内变形,并结合在一起。弯曲部130被迫径向向内进入V形通道114中,且抵靠弯曲部105,以使内部压缩带152径向向内变形。V形通道114抓住扣紧的外部压缩带45,从而确保外部压缩带45径向扣紧,且随着主要脊部分103和次要脊部分104响应于枢转而扣紧,且响应于与外部压缩带45的接触,通过使V形通道114变形来进一步使外部压缩带45朝脊70a、70b径向向内带。

继续压缩,直到外部压缩带45闭合为止,使得压缩空间131被消除,且使连接件20处于图3B、4B、5中所说明的压缩条件下。尽管将连接件20从未压缩条件移动到压缩条件的过程在上文呈现和描述为一系列循序步骤,但应理解,连接件20在同轴电缆21上的压缩优选在一个平稳连续的运动中完成,花费小于一秒的时间。

在连接件20的压缩条件下,将连接件20的内径D更改为内径D',外部圆筒60的内表面和倒钩70现在隔开距离G',且连接件的主体22的长度现在为长度L',如图4B和图5中所指示。距离G'小于距离G的一半,内径D'大约为内径D减去距离G',且长度L'小于长度L。在其中结合RG6型同轴电缆使用连接件20的实施例中,内径D'大约为6.7毫米,距离G'大约为0.5毫米,且长度L'大约为18.0毫米。例如将结合其它类型的电缆使用的其它实施例将具有不同尺寸。如图4B中所见,直径的此显著减小致使同轴电缆21的护套140和防护件145变为啮合,并压接在弯曲部105与脊70a、70b之间。此外,与脊70a、70b相对的弯曲部105安置在脊70a、70b之间,使得护套140和防护件145压接在弯曲部105与脊70a、70b之间,在脊70a与70b之间的轴向位置处,从而防止同轴电缆21从连接件20撤回。第一壁部分125和第二壁部分126横向定向,且通常与轴A成切线,以支持扣紧的内部压缩带152处于扣紧布置,并通过防止内部压缩带152指向外部的移动来抵抗同轴电缆21的撤回。

继续参考图5,内部柱61的刚性材料特性防止内部柱61因压接而损坏。此外,因为介电绝缘体143和内部导体30在内部柱61内受保护,且防护件145在内部柱61之外,与外表面65接触,因此防护件145与内部柱61之间连接的连续性得以维持,使得通过连接件20传输的信号不会泄露到连接件20之外,使得外部的RF干扰不会泄露到连接件20中,且使得连接件20保持电接地。防护件145与脊70a、70b(其向前且从轴A径向向外突出)之间的交互进一步禁止同轴电缆21沿与从连接件20出来的线F相反的方向向后移动,从而确保连接件20安全地应用在同轴电缆21上。

现在转到图6A到8C,示出根据本发明的原理来构造和布置的同轴电缆连接件220的替代实施例。图6A将连接件220示出为将呈现为处于压接到同轴电缆21上的未压缩条件下。类似于连接件20,所示的连接件220的实施例为出于实例的目的结合RG6同轴电缆使用的F连接件,但应理解,下文的描述也适用于其它类型的同轴电缆连接件和其它类型的电缆。连接件220包含主体222,其具有:相对的前端223和后端224;耦合螺母或带螺纹配件225,其经安装以用于在主体222的前端223上旋转;以及压缩垫圈226,其安装到主体222的后端224。连接件220相对于图6A和6B两者中说明的纵轴H具有旋转对称性。同轴电缆221包含内部导体230,且在连接件220的所应用条件下,从后端224延伸到连接件220中。内部导体230延伸穿过连接件220,并突出超过配件225。

参看图6A且也参看图7A,其为沿图6A中的线7-7截取但示出为不具有同轴电缆221的连接件220的剖面图,可看出,配件225是套筒,其具有:相对的前端231和后端232;一体形成的环部分233,其接近于前端231;以及一体形成的螺母部分234,其接近于后端232。环部分233具有光滑的环状外表面235和相对的带螺纹内表面236,用于与电气装置啮合。配件225的螺母部分234具有:六角形外表面240,用以接纳工具的钳口;以及相对的带凹槽内表面241(图7A中示出),用以接纳垫片,并与连接件220的主体222啮合。现在参看图7A,内部空间237从形成于配件225的前端231处的嘴部238延伸到配件225中,延伸到形成于后端232处的开口239,并分别由环部分233和螺母部分234的内表面236、241定界。两个环状通道274、275从内部空间237向外延伸,从在螺母部分234周围连续的内表面241进入螺母部分234中。配件225的螺母部分234接近于主体22的前端223而安装,以围绕轴H旋转。配件225由较强、较硬、刚性、耐用且高导电性材料特性的材料或材料组合(例如金属)构造。

仍参看图7A,压缩垫圈226具有:相对的前端242和后端243;环状侧壁244,其在前端242与后端243之间延伸;以及环状外部压缩带245,其形成于侧壁244中,沿压缩垫圈226的前端242与后端243之间的轴H在大体中间的位置处。压缩垫圈226具有光滑环状外表面250和相对的光滑环状内表面251。由内表面251定界的内部空间252从形成于压缩垫圈226的后端243处的嘴部253延伸到压缩垫圈226中,到形成于前端242处的开口254中。内部空间252是圆柱形钻孔,且大小设计成接纳同轴电缆221。压缩垫圈226摩擦配合到连接件220的主体222的接近于开口254的后端224上,以限制主体222和压缩垫圈226分别围绕和沿着轴A的相对的径向、轴向和旋转移动。压缩垫圈226由具有较强、较硬、刚性且耐用材料特性的材料或材料组合(例如金属、塑料等)构造。

连接件220的主体222是包含圆柱形外部圆筒260和安置在外部圆筒260内的圆柱形同轴内部柱261的组合件。内部柱261是沿着轴H延伸且关于轴H旋转对称的细长套筒。内部柱261具有相对的前端262和后端263,以及相对的内部表面264和外部表面265。内部柱261的后端263处的外表面265形成有两个环状脊270a、270b,其朝前端262突出,并从轴H径向向外突出。脊270a、270b沿着内部柱261的后端263彼此间隔开。脊270a、270b对应用于同轴电缆连接件220的同轴电缆上提供抓握,并对同轴电缆提供必须在其上经过的增加的直径。

仍参看图7A的视图,内部柱261的外表面265形成有一系列指向外部的凸缘266a、266b、266c、266d、266e,其接近于前端262沿着内部柱261隔开。每一凸缘具有相似的结构,且径向突出远离轴H;凸缘266a、266d各自包含指向内部柱261的前端262的前面,以及指向内部柱261的后端263的后面;凸缘266b、266c各自包含指向内部柱261的后端263的后面;且凸缘266e包含指向内部柱261的前端262的前面。凸缘266a到266e中的每一者远离轴H延伸到不同的径向距离。凸缘266a和266b在界定于凸缘266a的前面与凸缘266b的后面之间的内部柱261周围形成环状榫槽或通道267。外部圆筒260在通道267处耦合到内部柱261。

仍参看图7A,配件225的后端232在通道274处与螺母部分234的内表面241协作,在凸缘266c与内部柱261的外表面265协作,且与凸缘266d的后面协作,以形成内部柱261与螺母部分234之间形成用于接纳环垫片273的第一环形体积272。另外,通道275处的螺母部分234的内表面241在凸缘266e处与凸缘266d的前面和内部柱261的外表面265协作,以形成内部柱261与螺母部分234之间用于接纳环垫片281的第二环形体积280。配件225由环垫片273、281支撑并设置在内部柱261上,且环垫片273、281防止湿气引入到连接件220中。内部柱261由具有较硬、刚性、耐用且高导电性材料特性的材料或材料组合(例如金属)构造,且环垫片273、281由具有可变形、弹性、形状记忆材料特性的材料或材料组合构造。

外部圆筒260是细长的圆柱形套筒,其沿着轴H延伸,关于轴H旋转对称,且由具有较强、刚性、大小和形状记忆和电绝缘的材料特性以及低摩擦系数的材料或材料组合(例如塑料等)构造。外部圆筒260具有侧壁276,其具有相对的前端282和后端283,以及相对的内部表面284和外部表面285。内表面284界定并定界内部电缆接纳空间290,其形状和大小设计成接纳同轴电缆221,且其中安置内部柱261的后端263。外部圆筒260的后端283处的开口291与压缩垫圈226的内部空间252连通,并通往内部电缆接纳空间290中。外部圆筒260的前端282形成有径向向内突出的环状唇部292。唇部292邻接通道271,并以摩擦配合啮合接纳在通道271中,从而将外部圆筒260固定在内部柱261上。

继续参考图7A,配件225经安装以用于围绕轴H在内部柱261上自由旋转。为了允许自由旋转,环垫片273、281在径向方向上正好将螺母部分225与内部柱261隔开开,从而在内部柱261与螺母部分225之间创造环状间隙,其允许径向方向上的轻微移动,并允许配件225因低滚动摩擦而在环垫片273、281上旋转。以此方式,建立永久的低摩擦连接,其允许配件225在内部柱261上自由地旋转,同时仍使配件225和内部柱261维持永久电连通。

现在转向图7B的放大视图,外部圆筒260的后端283上设置压缩垫圈226。外部圆筒260的侧壁276在后端283附近具有减小的厚度,并界定内部压缩带246。内部压缩带246包含脊部分303、圆形隆起部分304,以及形成于其间的弯曲部305。脊部分303和圆形部分304径向向外突出远离轴H。脊部分303接近于后端283而形成,圆形隆起部分304在脊部分303前面形成,且弯曲部305是侧壁276的在脊部分303与圆形部分304之间的柔性薄部分,其间界定活动铰链。脊部分303具有:倾斜的第一面310,其为干涉面,指向外部圆筒260的后端283;以及倾斜的第二面311,其指向外部圆筒260的前端282。圆形隆起部分304具有凸面312,其在弯曲部305与环状肩部313之间延伸。V形通道314界定于脊部分303的第二面311与圆形隆起部分304的凸面312之间。脊部分303通过肩部313的底座处的薄壁环315设置在外部圆筒260的后端283上,从内部柱261上的脊270a、270b与电缆接纳空间290相对。薄壁环315是柔性的,且响应于径向引导的力施加而朝轴H径向向内偏转。环状肩部316具有接近于外部圆筒260的外表面285的直立邻接表面320。

仍参看图7B,压缩垫圈226的侧壁244在接近于前端242处变窄,并形成环状外部压缩带245。压缩垫圈226包含:从其向前延伸的环322;安置在外部压缩带245与内表面251之间的接近于外部压缩带245的倾斜面333;以及环状直立肩部334,其接近于压缩垫圈226的后端243和内表面251而形成。外部压缩带245是侧壁244的变窄的有凹口部分,其延伸到内部空间252中,且具有内表面323和相对的外表面324、第一壁部分325、相对的第二壁部分226,以及柔性弯曲部330,第一壁部分325与第二壁部分326在弯曲部330处相交。第一壁部分325和第二壁部分326是刚性的,弯曲部330是提供第一壁部分325与第二壁部分326之间的灵活性的活动铰链。压缩空间331界定于外部压缩带245的第一壁部分325与第二壁部分326之间。环322从第二壁部分326向前延伸,并在前端242处的端子边缘332处终止,与外部圆筒260的肩部313纵向间隔开。

仍参看图7,配合在外部圆筒260的后端283上,压缩垫圈226紧密地包围外部圆筒260,其中压缩垫圈226的内表面251以摩擦配合啮合与外部圆筒260的外表面285直接接触,以限制相对的径向、轴向和旋转移动。外部圆筒260的内部压缩带246接纳压缩垫圈226的外部压缩带245并与之啮合,以限制压缩垫圈226的相对的径向、轴向和旋转移动,其中肩部334与外部圆筒260的后端283间隔开,压缩垫圈226的倾斜面333与主要脊部分303的第一面310并排,外部压缩带245的沿第一壁部分325的内表面323与脊部分303的第二面311并排,弯曲部330接纳在通道314中并抵靠弯曲部305,外部压缩带245的沿第二壁部分326的内表面323与圆形隆起部分304的凸面312径向间隔开,且压缩垫圈226的端子边缘332与外部圆筒260的肩部313上的邻接表面320纵向间隔开,此布置界定外部圆筒260上的压缩垫圈226的合适条件。

在操作中,电缆连接件220有利于以电连通将同轴电缆21耦合到电气装置,这是通过图8A到8C中所示的一系列步骤来完成。最初,将电缆连接件220固定到同轴电缆21,如图8A中所示。通过在同轴电缆21的端部341处剥离护套340的一部分以暴露内部导体230、介电绝缘体343和柔性防护件344来使同轴电缆21准备好接纳电缆连接件220。将介电绝缘体343向后剥,以使预定长度的内部导体230暴露,并将防护件344的端部翻回,来覆盖护套340的一部分。接着将同轴电缆21的端部341引入到连接件220中,以使连接件220处于未压缩条件,如图8A中所示。在此条件下,内部柱261安置在防护件344之间,与防护件344电连通。

仍参看图8A,为了将连接件220布置成处于同轴电缆21上的未压缩条件,使同轴电缆21与轴H对准,并沿带箭头线I所指示的方向,将其传递到压缩垫圈226的内部空间252中。接着,将同轴电缆21穿过开口291,并进入内部柱261所定界的电缆接纳空间290中,从而确保内部导体与轴H对准。同轴电缆21继续沿着图8A中的线I向前移动,直到同轴电缆21与内部柱261的后端263相遇为止,在此防护件344前进越过后端263,且脊270a、270b与防护件344接触,且防护件344翻回越过护套340的所述部分与外部圆筒260的内表面284接触。介电绝缘体343也在内部柱261内向前前进,抵靠内部柱261的内表面264。同轴电缆21沿着线I的进一步向前移动使同轴电缆前进到图8A中所说明的位置,其中介电绝缘体343的自由端安置在配件225的螺母部分234内,且内部导体230延伸穿过环部分233的内部空间237,并突出超过配件225的开口238。在此布置中,防护件344以电连通与内部柱261的外表面265接触。

参考图7A和8A,在连接件20的未压缩条件下,外部圆筒60具有内径J,外部圆筒260的内表面284与脊270a、270b分开距离K,且外部圆筒260的前端223到压缩垫圈226的后端243之间的连接件220的长度为长度M。在其中连接件220将结合RG6型同轴电缆使用的实施例中,内径J大约为8.4毫米,距离K大约为1.4毫米,且长度M大约为19.5毫米。例如将结合其它类型的电缆使用的其它实施例将具有不同尺寸。

通过轴向压缩连接件220,连接件220从未压缩条件朝图8C中说明的压缩条件移动。外部圆筒260和压缩垫圈226的薄壁外部压缩带245和内部压缩带246有利于向下压接在同轴电缆21上以提供连接件220与同轴电缆21之间的安全无害啮合,所述安全无害啮合防止电缆21从连接件220缩回。为了压缩连接件220,将连接件220放入压缩工具中,所述压缩工具抓住连接件220,并从前端223和后端243沿着轴H轴向压缩连接件220。

沿着轴H的轴向压缩力致使压缩垫圈226在图8B中的线I所指示的方向上,沿着外部圆筒260向前移动。内部压缩带246倾斜的第一面310与外部压缩带245的倾斜面333相遇,并径向向内转向,致使外部圆筒260的后端283径向向内崩塌和变形。第一面310滑动抵靠压缩垫圈226的内表面251,且弯曲部305径向向内变形到护套340中,这致使圆形隆起部分304也向内变形。随着压缩垫圈226沿着外部圆筒260向前移动,外部压缩带245的弯曲部330滑动与圆形隆起部分304接触。

当前端242到达肩部313并接触邻接面320时,压缩垫圈226停止向前前进。邻接面320防止压缩垫圈226沿着外部圆筒260的进一步移动,但当轴向压缩继续时,压缩垫圈226压缩。沿着轴H的轴向压缩力分别使外部圆筒260和压缩垫圈226的变薄侧壁276、244经受应力,驱策其各自响应于所述应力而变形和弯曲。压缩垫圈326的后端243朝外部圆筒260前进,致使压缩垫圈226和外部圆筒260分别在外部压缩带245和内部压缩带246处压缩。

外部压缩带245在持续的轴向压缩力作用下扣紧到V形通道314中。第一壁部分325和第二壁部分326朝轴H向内倾斜定向,使得轴向压缩力致使第一壁部分325和第二壁部分326朝轴H径向向内变形,并结合在一起。弯曲部330被迫径向向内进入圆形隆起部分304中,以使内部压缩带246也径向向内变形。随着压缩垫圈226轴向压缩,外部圆筒260的后端283在压缩垫圈226的后端243处与内部肩部334相遇,并被抓住并保持在那里。与外部压缩带245的向内扣紧协作,持续的压缩致使内部压缩带246也扣紧,如图3B中所见。外部圆筒260的后端283接触并抵靠压缩垫圈226的肩部334,且后端283在肩部334处向内枢转,从而导致内部压缩带46抵靠圆形隆起部分304的此扣紧。

压缩继续,且外部压缩带246向其压缩条件的移动使内部压缩带246成形为棘爪360,如图3C中所示。棘爪360为连续环状,且形成到电缆连接件220的内部中。棘爪360包含指向外部圆筒的前端的环状折叠唇部361,以及径向向内指向轴H的环状V形通道362。唇部361与通道362重叠。外部压缩带245闭合,使得压缩空间331消除,且连接件220处于压缩条件。尽管将连接件220从未压缩条件移动到压缩条件的过程在上文呈现和描述为一系列循序步骤,但应理解,连接件220在同轴电缆21上的压缩优选在一个平稳连续的运动中完成,花费小于一秒的时间。

在连接件220的压缩条件下,连接件220的内径J更改为内径J',外部圆筒260的内表面284与倒钩270a、270b现在分开距离K',且外部圆筒260的前端223到压缩垫圈226的后端243之间的连接件220的长度为长度M'。距离K'小于原始距离K的一半,内径J'大约为原始内径J减去距离K',且长度M'小于原始长度M。在其中连接件220将结合RG6型同轴电缆使用的实施例中,内径J'大约为6.7毫米,距离K'大约为0.5毫米,且长度M'大约为18.0毫米。例如将结合其它类型的电缆使用的其它实施例将具有不同尺寸。如图8C中所见,直径的此显著减小致使同轴电缆21的护套340和防护件344变为啮合,并压接在内部柱261的棘爪360与脊270a、270b之间。

此外,棘爪360与脊270a、270b相对,通道362安置在脊270a与270b之间,且唇部361在脊270b后面,朝向外部圆筒260的后端243,使得护套340和防护件344压接在棘爪360与脊270a、270b之间,在脊270a、270b之间的轴向位置处,从而防止同轴电缆21从连接件220撤回。棘爪360允许电缆21沿着图8C中的带箭头线I所指示的方向移动到连接件220中,但防止电缆21沿着与线I的方向相反的方向撤回。当电缆21试图撤回时,棘爪360径向向内变形,且进一步绑在护套340上,且护套340和防护件344以压缩方式被抓握在棘爪360与倒钩270a、270b之间。

继续参考图8C,内部柱261的刚性材料特性防止内部柱261因将连接件220应用于电缆21上期间的压接而损坏。此外,因为介电绝缘体343和内部导体230在内部柱261内受保护,且防护件344在内部柱261之外,与内部柱261的外表面265接触,因此防护件344与内部柱261之间连接的连续性得以维持,使得穿过连接件220传输的信号不会泄露到连接件220之外,使得外部RF干扰不会泄露到连接件220中,且使得连接件220保持电接地。防护件344与从轴H向前并径向向外突出的脊270a、270b之间的交互进一步禁止同轴电缆21沿着与线I相反的方向向后移动到连接件220之外,从而确保连接件220安全地应用于同轴电缆21上。

在连接件20处于压缩条件的情况下,通过将连接件20旋拧到选定电气装置的带螺纹柱上,连接件20现在可以常见且众所周知的方式耦合到电气装置。上文参考优选实施方案描述本发明。然而,所属领域的技术人员将认识到,可在不脱离本发明的性质和范围的情况下,在所描述的实施例中进行改变和修改。所属领域的技术人员将容易想到本文出于说明的目的而选择的对实施例的各种进一步改变和修改。在此类修改和变化不会脱离本发明的精神的前提下,所述修改和变化既定包含在本发明的范围内。

已经以此类清楚明了的术语全面描述了本发明,以便使所属领域的技术人员能够理解和实践本发明。

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