CN101490905B - 用于波纹同轴电缆的连接器和方法 - Google Patents

Abstract

一种电连接器(10)安装在波纹同轴电缆(12)上。通过以下方法形成电连接：将弹性体主体(72)向内压向所述电缆以保持导电部件(25)处在与外导体的电连接中。

Description

用于波纹同轴电缆的连接器和方法

技术领域

本发明涉及安装在波纹同轴电缆的端部以便建立与该电缆的内导体和外导体的电连接的连接器，并且涉及把连接器安装在波纹同轴电缆的端部的方法。

背景技术

波纹同轴电缆通常用来传输高频电信号。在无线和蜂窝电话行业中，波纹同轴电缆用来从放大器到塔顶上的天线传送功率信号并用于无线电变送器应用。所述电缆一般具有约3/8″至2″的直径且包括由波纹金属外导体包围的金属中心导体。泡沫塑料绝缘层填充所述各导体之间的空间。波纹外导体改善了电缆的柔性。

波纹同轴电缆可以具有这样的外导体，所述外导体具有沿着电缆的长度方向彼此隔开的一系列圆形的峰顶和谷槽。作为另一方案，外导体可以是被沿着电缆的长度延伸的螺旋形峰顶和谷槽以螺旋形式所缠绕的。

连接器安装在波纹同轴电缆的端部，以便使电缆可以被连接到电子元件(诸如放大器、天线、分解器等等)上的接触端口。作为波纹同轴电缆连接器的传统连接器包括：中心引脚，它连接到所述电缆的中心导体；和外导体，它夹紧在外电缆导体端部上暴露的峰顶的两侧。为了把连接器安装到电缆上，必须精确地修整电缆中导体的端部。必须在峰顶切断所述外导体。必须将外导体峰顶端部下面的泡沫绝缘层修整掉，以便暴露外导体的两侧，用于与外导体的夹紧接合。美国专利No.6,133,532公开一种用于波纹同轴电缆的传统连接器，其中，在已经切掉峰顶下面的绝缘层之后，在暴露的外导体端部的峰顶处建立电连接。

把传统的电缆连接器安装到波纹同轴电缆的端部是困难和费时的。必须精确地修整所述电缆并且必须从修整后的外导体端部下面仔细地切掉泡沫绝缘层。使用专用工具并且需要练习，以便将连接器可靠地安装到波纹同轴电缆上。连接器和电缆之间的物理连接是不坚固的，可能失效并因而断开电连接。

在野外安装传统的波纹电缆连接器是困难的，特别是在输电线塔顶部地面以上许多英尺的处境下进行时就更困难。把一个连接器安装在传统的波纹电缆上可能需要花费多达20分钟时间。

若连接器未被正确地安装在电缆的端部上，那么所述连接将失效。故障可能不是即刻的。延期的故障需要频繁地在输电线塔顶部更换连接器且大大地增大安装的总成本。

因此，需要一种新的波纹同轴电缆连接器，它可以快速和容易地安装在电缆的端部上，并且与同轴电缆的导体形成坚固和可靠的电的和物理的连接。所述连接器应当可容易地和可靠地被安装在具有圆形或螺旋形缠绕外导体的波纹电缆上。

发明内容

本发明是一种改进的同轴电缆连接器，用于安装在波纹同轴电缆的端部上，并且建立与中心导体和波纹外导体的坚固和可靠的电连接。所述外导体可以具有沿着所述电缆方向彼此隔开的圆形峰顶和谷槽或者围绕所述电缆的螺旋形缠绕的峰顶和谷槽。

连接器被容易地安装在所述电缆上，不需要修整所述电缆的外导体以暴露该导体中的峰顶。没有必要在把连接器安装在电缆上之前从暴露的外导体端部下面除去绝缘层。

将连接器自由地插在电缆的端部上。中心导体在导体中心处延伸入接触引脚。较大直径外导体的端部自由延伸进入由圆柱形可变形弹性体包围的圆柱形导电部件。所述弹性体被限制在连接器中连接器主体和后向地延伸的罩壳之间的小室中。

在已经将电缆插入连接器之后，在轴向上向着所述连接器主体挤压所述罩壳以便减小所述小室的容积，压缩所述弹性体，使弹性体径向向内滑移并且迫使导电部件靠向所述外导体，以便建立与波纹电缆外表面的可靠的大表面积的电连接。所述导电部件电连接到所述连接器主体，以便在外导体和连接器主体之间建立可靠的连接。接触引脚与中心导体接合。依靠摩擦力将所述罩壳保持在所述连接器主体上，以使得被压缩的弹性体受限制且所述被压缩的弹性体使所述导电部件有弹性地顶住外电缆导体。

连接器在电缆上的安装形成与内和外电缆导体的可靠的电连接以及连接器和电缆之间的坚固的物理连接。所述物理连接沿着电缆的相当长的长度延伸。所述弹性体径向向内变形，以保持所述导电部件在若干个波纹处贴靠住外导体以在连接器和电缆之间形成坚固的互锁的物理连接。所述连接比在波纹同轴电缆和传统的连接器之间形成的物理连接坚固。

随着所述描述的继续进行，尤其是当结合图解说明本发明的附图进行描述时，将明白本发明的其它目的和特征，共7页附图。

附图说明

图1是波纹同轴电缆连接器的部件分解图；

图2是举例说明处在待接纳波纹同轴电缆端部的位置的装配好的连接器的部分剖视图；

图3是类似于图2的说明电缆已插入连接器的视图；

图4是显示完全地安装在波纹电缆端部上的连接器的视图；

图5是用于在波纹电缆连接器中接合外导体的导电部件的透视图；

图6和7是不同实施例导电部件的透视图；

图8是具有导电表面的弹性体部件的部分剖视图；

图9是第二实施例连接器的视图；

优选实施例描述

同轴电缆连接器10被安装在波纹同轴电缆12的端部上并且形成与该电缆中的内金属导体14和外波纹金属导体16的电连接。所述内电缆导体和外电缆导体由泡沫塑料绝缘层18隔开。连接器10在电缆导体和电缆安装端口之间建立电连接。如图2所示，波纹外导体16包括沿着电缆的长度在轴向上隔开的若干圆形的峰顶20和谷槽22。作为另一方案，所述外导体可以是螺旋形缠绕的，具有沿着电缆的长度方向延伸的峰顶和谷槽。

同轴电缆连接器10包括由主体部件24和25形成的二体(two-part)管状金属体23。部件24具有围绕所述部件的端口端部30和电缆端部28之间的主体而延伸的外法兰26。螺纹接头螺母32套在端部28上并且包括与法兰26接合的径向向内卡圈34。所述螺母上的螺纹围绕主体端口端部30。

金属接触引脚36建立与电缆12的内导体14的电连接。引脚36包括中心卡圈38和若干柔性接触指40，所述柔性接触指40在引脚的电缆端部周围彼此隔开并且包围引脚的电缆端部中的中心开口。所述引脚在所述开口具有紧配合。指40的端部42径向向内逐渐变细。闩锁肩(Latch shoulder)44从所述接触指向外伸展。

引脚36被插入圆柱形塑料对准卡圈46的中心开口。所述卡圈内侧上的柔性指48锁住在引脚卡圈38和肩44之间的引脚上。见图2。在引脚处在适当位置的情况下卡圈46被压入部件24的端口端部。

主体部件24包括位于法兰26和电缆端部28之间的径向内法兰50。在插入引脚36和卡圈46之前，塑料环52被插入部件24的端口端部30中并且与法兰50的端口侧接合。环52包括从法兰50径向向内延伸的圆锥壁54，其限定圆柱壁55，圆柱壁55的内径略微大于内导体14的直径，以便允许内导体自由插入所述壁中和指40下面。壁55的端口端部具有锥度，以用于与指端部42的凸轮式接合(camengagement)。指端部42在环52上的壁55下面延伸。

一般说来，主体部件25具有圆柱形端口部分58和电缆部分60。部分58和60在面对端部28的圆周台阶62处结合，因此部分60比部分58厚。面向内的锥形台阶64围绕罩壳端部66延伸。端部66的内径具有在电缆12上的绝缘层68上的滑动配合。主体部件24的从法兰50向电缆延伸的部分70的内径与台阶62和64之间的部分60的内径相同。

弹性体部件或管72与主体23内连接器主体23的内部室73配合。所述室延伸在法兰50和台阶64之间并且围绕主体23的内部。所述内部室包围和形成连接器主体的内部容积85。圆柱形薄壁导电部件74配合于弹性体部件72的端口端部内。导电部件74由导电金属构成并且包括彼此隔开的连续的圆柱形带76和78以及多个彼此隔开的螺旋形条80，所述多个螺旋形条80螺旋形地围绕所述部件的圆周延伸并且与圆柱形带76和78结合。整体径向法兰82从带78向外伸展。所述法兰位于弹性体部件72的端口端部和法兰50之间。

部件25象图2中那样安装在部件23上，弹性体部件72延伸在法兰50和台阶64之间以便填充室73。部件72的内表面包括导电部件74的电缆端部处的台阶84，台阶84的高度等于电缆12上绝缘层68的厚度。导电部件74的内径略微大于电缆外导体16在峰顶20处的外径，以便允许暴露的外导体16自由地插入连接器10中(从图2的位置到图3的位置)。

所述电缆插入连接器的内部容积85中到达图3的位置，使内金属导体14延伸在各引脚接触指40之间，并且将电缆外导体16和绝缘层18的前端移到法兰50附近。外导体移入部件74中，其中，峰顶20与部件74接合。电缆绝缘层68的端部与台阶84接合。见图3。

在电缆已被插入连接器之后，一种工具将主体部件25沿着主体部件24推进距离″A″，所述距离″A″足以将台阶62移动到靠着端部28。同时，所述工具将引脚36和卡圈46向内地朝向所述电缆移动一段短距离，以将接触指40楔入环52上的壁55之下，将所述接触指紧紧地压在内导体14上，并且在内导体和引脚之间形成电连接。部件25的内表面和主体部件24的外表面之间的摩擦接合将主体23保持在收缩位置，同时台阶62与端部28接合。见图4。

部件25从图2的位置到图3的位置的移动减小了室73的容积，压缩弹性体部件72并使其有弹性地径向向内流动变形贴靠向导电部件74，并且把条80径向向内地压在波纹外电缆导体16上。每一个条被保持贴靠着电缆的外导体上的峰顶和谷槽上。压缩的部件72使法兰82紧紧地贴着主体法兰50。压缩的弹性体部件72在导电部件74和外电缆导体16及主体部件24之间建立大面积的电连接。所述连接围绕电缆延伸360度。

覆盖电缆绝缘层68的压缩部件72的一部分形成抗风化密封，用以防止湿气沿着电缆绝缘层进入连接器。所述压缩弹性体还避免湿气经过对接端部28和台阶62进入连接器。在部件72被压缩以及向内朝着外电缆导体变形过程中，带76和78以及条80被弯曲以便与导体16的形状相符。压缩部件72填充减小了容积的室73并且填充电缆中的谷槽。

连接器10在不必精确地修整外电缆导体的端部或者切掉该外电缆导体下面的绝缘层的情况下被安装在同轴电缆12上。虽然图4示出外导体端部的谷槽，但是，连接器10可以与外导体端部的参照于峰顶和谷槽而言的位置无关地安装在电缆上。大面积连接改善了连接器的电流承载能力并且改善了屏蔽。导电部件74提供延伸在外导体16至主体23之间的360度的遮蔽。

如上所述地把连接器10安装在电缆12上还利用变形流动到谷槽22中的弹性体而在连接器和电缆之间形成坚固的互锁物理连接。所述连接沿着电缆的相当长的长度延伸。

弹性体部件72可以由硅橡胶或具有以下能力的适当的可压缩弹性体形成：有弹性地变形流动到电缆的谷槽中并且使导电部件74贴着外电缆导体16和法兰50。

所述弹性体可以由单一的导电弹性体制成，使得整个部件在外电缆导体16和主体23之间形成电连接。

在如所描述的把连接器10安装在电缆12上之后，把连接器的端口端部安装在传统的电缆端口上，其方法是：把所述端部插入所述端口并且旋转螺母32，以便把连接器紧固在所述端口上。连接器和电缆之间的坚固的互锁机械连接支持延伸离开连接器的电缆，使得电缆的重量不会使连接器和电缆之间的电连接处于受力状态。

图6和7举例说明类似于导电部件74的可供选择的导电部件86和88。圆柱形薄壁导电部件86由薄的导电金属形成并且包括圆柱形主体90，圆柱形主体90具有彼此隔开的连续带92和94以及延伸在带之间的若干蛇形条96。蛇形条96与主体90的轴线平行地延伸并且包括若干截断的陡的U形弯曲或反向的曲线98(其沿该条而间隔开)。所述曲线形成在主体90的厚度之内。如图解说明的，所述U形弯头沿着条98的长度方向密集地间隔开并且通过窄缝与相邻的弯头和条隔开。类似于法兰82，径向法兰100从带92向外伸展。

圆柱形薄壁导电部件86由薄的导电金属形成并且包括圆柱形主体102，圆柱形主体102具有一对彼此隔开的圆周的带104和106以及在所述带之间延伸的多个蛇形条106。条108一般具有正弦曲线的形状并且包括若干平滑的U形弯头110。弯头110沿着条108的长度方向彼此隔开并且通过窄缝与相邻的条隔开。径向法兰112从带106向外伸展。

部件86和88可以用于连接器10中代替部件74。室73容积的缩小使弹性体部件72径向向内地塑性变形，用以使条96或118向内地变形且变形成贴着电缆12的波纹外导体。所述主体的压缩还使法兰100或112贴着连接器部件24，使得导电部件在电缆的外导体和连接器主体之间形成电连接，如前所述。

导电部件74、88和90的条的向内变形使所述条在接触波纹外导体的表面时变形。所述条可以是细长的。当条98与所述外导体的表面接触时，条96和108中的U形弯头可以张开。带76，78，92，94，104和106可以变形。

图8图解说明管状导电弹性体部件105，它可以用于同轴电缆连接器10中，代替弹性体部件72和导电部件74。部件105具有类似于部件72的主体的弹性体主体107，在主体107的外表面上有一体结合式的薄导电层或壳109。当使用部件105的连接器收缩(如图4所示)时，把层109的里面部分111压到外电缆导体的峰顶和谷槽上，以便形成与所述外导体的电连接。同时，把所述导电层的端面113压到法兰50上，以便形成与主体部件24的电连接。导电层109在外电缆导体和连接器主体之间形成360度连续的电连接。

外导电层109可以由其中遍布地扩散有导电材料的橡胶形成。所述导电材料可以是彼此接触的碳丝或金属丝或碳纳米管。作为另一方案，所述导电层可以是被结合在所述弹性体上的薄金属箔。

示于图9中的第二实施例连接器114形成与波纹同轴电缆116的电连接。连接器114类似于连接器10。所述电缆可以是与电缆12相同的，或者，作为另一方案，可以有螺旋缠绕外波纹。

连接器114具有由管状主体部件120和121形成的两体管状金属主体119。部件120具有位于部件的端口端部和在部件的电缆端径向向内伸展的法兰124之间的向外伸展法兰122。衬套126设置在所述部件的内部并且利用环形止动法兰124将卡圈128和环130在所述主体中固定就位。卡圈128和环130类似于以前描述的卡圈46和环52。所述卡圈和环将接触引脚132保持在主体120中。引脚132与引脚36相同。部件121安装在法兰122和124之间的部件120的外表面。部件121是管状的并且包括摩擦配合在部件120的外表面142上的圆柱形内表面138。类似于螺母30的螺母135安装在部件120上并且与法兰122接合。

在把电缆安装在连接器114上之前，连接器处在电缆接纳位置，此时部件121被移位到图9中所示位置的右边。所述部件的端口端部144处在部件120上面，离开法兰122一段距离。不受力的弹性体管或部件150(类似于部件72)与延伸在法兰124和端部148之间的室146配合。薄壁圆柱形导电部件152(它可以与以前描述的部件74，86或88之一相同)定位在弹性体主体150的端口端部。部件152包括定位在主体150的端口端部和法兰124之间的径向法兰154。主体150包括类似于台阶84的台阶156。

在连接器114处在电缆接纳位置的情况下，把电缆116插入部件121，此时，内导体158伸进引脚132中并且波纹外导体160在导电部件152的圆柱形部分中。电缆116上的绝缘层162的端部与台阶156接合。

在插入电缆之后，使用一种工具把部件121朝着部件120的方向推进到图8中所示的位置。室146的容积被减小了，使得弹性体主体150被压缩并且径向向内地变形流动，以便使导电部件152的圆柱形部分以外导体160为托靠而变形，从而在它们之间建立电连接。所述弹性体部件的压缩还使导电部件贴着法兰154，以便在所述法兰和主体120之间形成电连接。所述工具朝着电缆116的方向推动引脚132，以便把所述引脚的电缆端部上的接触指置于环130下面，从而在所述导体和引脚之间形成电连接。部件120和121之间的摩擦接合将主体保持在图9中所示的位置，以便维持连接器和电缆之间的互锁的电的和物理的连接。

虽然已经图解说明和描述了本发明的优选实施例，但是，应该明白，这是能够修改的，因此，不希望把本发明限制在所提出的精确的细节上，而希望利用属于所附权利要求书范围的这样的变化和改造。

Claims (34)

1.一种用于安装在具有波纹外导体的同轴电缆的端部上的连接器，该连接器包括：

具有包围电缆接纳空腔的内壁的导电主体，该空腔在该主体的一端处开口；

位于该空腔中的弹性体部件；以及

位于该空腔中的导电部件，所述导电部件定位在该空腔中的该弹性体部件和波纹同轴电缆的外导体之间，并且定位在该弹性体部件和该主体之间，所述弹性体部件与该导电部件直接接触，而所述导电部件既与该同轴电缆的波纹外导体直接接触又与该主体直接接触，其中，该弹性体部件的压缩保持该导电部件既贴靠着该同轴电缆的波纹外导体又贴靠着该主体以在它们之间形成电连接。

2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述连接器包括位于该主体的内壁内的室，所述弹性体部件位于所述室中。

3.如权利要求2所述的连接器，其特征在于，该室包围和形成该主体的内部容积，并且该弹性体部件是管状的。

4.如权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述主体包括两个可以相对地移动的主体部件，所述主体部件限定了所述室的相对的壁，其中，所述主体部件的彼此相向的移动压缩该弹性体部件。

5.如权利要求4所述的连接器，其特征在于，包括在所述主体部件之间的摩擦连接。

6.如权利要求3所述的连接器，其特征在于，该导电部件包括接触所述主体的环形的法兰。

7.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，当所述弹性体部件被压缩时，该弹性体部件和所述导电部件与该外导体上的峰顶和谷槽相配。

8.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述弹性体部件是管状的，并且该导电部件包括位于所述弹性体部件内的圆柱形部分。

9.如权利要求8所述的连接器，其特征在于，所述导电部件包括在该管状部件之外延伸的部分，所述部分接触该主体。

10.如权利要求9所述的连接器，其特征在于，该导电部件的所述部分包括环形的法兰。

11.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述导电部件包括定位在该弹性体部件和该同轴电缆的外导体之间的并且顺应于该外导体的形状的金属条。

12.如权利要求11所述的连接器，其特征在于，该导电部件包括围绕该电缆成螺旋形地延伸的多个条。

13.如权利要求12所述的连接器，其特征在于，每个条包括弯头。

14.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，该弹性体部件和该导电部件是整体式的。

15.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，该弹性体部件和该导电部件是非整体式的。

16.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，该导电部件由金属形成。

17.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，该导电部件由非金属形成。

18.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述连接器包括接触引脚并建立位于该接触引脚与该电缆的中心导体之间的电连接。

19.一种波纹同轴电缆上的连接器的组合，所述组合包括：

连接器，其具有管状主体，所述管状主体带有包围电缆接纳开口的内壁，压缩的弹性体部件位于该开口内；

具有外导体的波纹同轴电缆，所述外导体带有峰顶和谷槽，所述电缆位于该开口内；以及，

在该开口中的导电部件，所述导电部件既位于该弹性体部件和该电缆的外导体之间又位于该弹性体部件和该主体之间，所述导电部件与该波纹同轴电缆的外导体的峰顶和谷槽成直接接触并且与该主体成直接接触，并且，所述压缩的弹性体部件与该导电部件成直接接触，以使得该压缩的弹性体部件保持该导电部件既贴靠着该电缆的外导体的峰顶和谷槽又贴靠着该主体以在它们之间形成电连接。

20.如权利要求19所述的组合，其特征在于，该弹性体部件和该导电部件是整体式的。

21.如权利要求19所述的组合，其特征在于，该弹性体部件和该导电部件是非整体式的。

22.如权利要求19所述的组合，其特征在于，所述组合包括在该开口内的室，该弹性体部件位于该室中。

23.如权利要求22所述的组合，其特征在于，该室包围和形成该主体的内部容积，并且，该弹性体部件是管状的且包围该电缆的端部。

24.如权利要求19所述的组合，其特征在于，该导电部件由金属形成。

25.如权利要求19所述的组合，其特征在于，该导电部件由非金属形成。

26.如权利要求25所述的组合，其特征在于，该导电部件包括碳。

27.如权利要求19所述的组合，其特征在于，该导电部件包括若干细长的导电部件。

28.如权利要求19所述的组合，其特征在于，所述导电部件包括纳米管。

29.如权利要求19所述的组合，其特征在于，包括接触引脚并建立在该接触引脚与该电缆的中心导体之间的电连接。

30.一种在连接器主体和同轴电缆的波纹外导体之间形成电连接的方法，所述方法包括以下步骤：

提供连接器，所述连接器具有：主体；在该主体中并且在该主体的一面处开口的电缆接纳空腔；在该空腔中的弹性体部件；以及在该空腔中的导电部件，该弹性体部件与该导电部件成直接接触，该导电部件与该主体成直接接触并且定位成用于与定位在该空腔中的同轴电缆的波纹外导体成直接接触；

提供具有暴露的波纹外导体的同轴电缆；

将该同轴电缆定位在该空腔中；并且

通过压缩该弹性体部件靠向该导电部件以保持该导电部件既贴靠着该电缆的波纹外导体又贴靠着该主体从而在该同轴电缆的波纹外导体和该主体之间形成电连接。

31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，该导电部件包括若干金属条，所述方法包括以下步骤：

将这些条弯曲贴靠向该同轴电缆的波纹外表面。

32.如权利要求30所述的方法，其特征在于，该电缆包括内导体，所述方法包括以下步骤：

形成包围该内导体并且延伸在该外导体和该主体之间的360度的屏蔽。

33.如权利要求30所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

把该弹性体部件定位在该空腔中的室中并且减小该室的容积以压缩该弹性体部件。

34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，该主体包括限定该室的相对表面的可相对移动的两个部件，所述方法包括以下步骤：

通过彼此相向地推移所述可相对移动的两个部件来减小该室的容积，并且在该同轴电缆的波纹外导体和该主体之间形成电连接。

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