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CN109831928A - 同轴连接器组件 - Google Patents

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CN109831928A
CN109831928A CN201780059273.5A CN201780059273A CN109831928A CN 109831928 A CN109831928 A CN 109831928A CN 201780059273 A CN201780059273 A CN 201780059273A CN 109831928 A CN109831928 A CN 109831928A
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pin
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N.F.施罗尔
J.M.迈尔
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Tyco Electronics Corp
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Abstract

一种同轴连接器组件包括保持外部触头(154)的壳体(158)和接收在外部触头中的电介质保持器(152)。电介质保持器具有配合段(170)和电缆段(172)，该配合段具有前部腔(174)，该电缆段具有接收电缆组件(140)的电缆腔(176)。电缆组件具有针脚触头(142)。中心触头(150)接收在电介质保持器的前部腔中。中心触头具有基部，其大致在前部腔和电缆腔的交叉处位于电介质保持器中。中心触头具有从基部延伸的可偏转的针脚梁。针脚梁在梁的远端具有张开的引入末端。基部和针脚梁与电缆轴线轴向地对准以接收针脚触头。

Description

同轴连接器组件
技术领域
本文的主题总体上涉及同轴连接器组件。射频(RF)同轴连接器组件已经用于许多应用，包括军事应用和汽车应用，例如全球定位系统(GPS)、天线、无线电、移动电话，多媒体装置等。连接器组件通常是同轴电缆连接器，其设置在同轴电缆的端部。
背景技术
为了标准化各种类型的连接器组件，特别是用于这样的连接器组件的接口，已经建立了某些行业标准。这些标准之一称为FAKRA。FAKRA是德国标准化研究院的汽车标准委员会，代表了汽车领域的国际标准化利益。FAKRA标准提供了基于键控和颜色编码的系统，用于正确的连接器连附接。类似的插孔键只能连接到FAKRA连接器中的类似的插头键槽。通过插孔壳体上的FAKRA限定的掣扣部和插头壳体上的配合闩锁，来便于连接器壳体的牢固定位和锁定。
连接器组件包括中心触头和外部触头，外部触头为中心触头提供屏蔽。中心触头通常是接收针脚触头的插座。常规的连接器组件通常是线性的或与平行于配合轴线延伸的电缆成直线。然而，一些应用要求一个或两个连接器组件是直角连接器，其电缆与配合轴线成90°。这种直角同轴连接器组件的组装是困难的。直角同轴连接器组件通常包括在组件内配合的多个触头。由于公差和过应力，触头的可靠配合是困难的。在这种情况下可能发生不可靠的电连接。触头易受短截线和损坏。
仍然需要一种可以以成本有效且可靠的方式制造的同轴连接器组件。
发明内容
上述问题的解决方案由如本文所公开的同轴连接器组件提供，其包括保持外部触头的壳体和接收在外部触头中的电介质保持器。电介质保持器具有配合段和与配合段正交的电缆段。配合段具有沿配合轴线延伸的前部腔，并且电缆段具有沿电缆轴线延伸的电缆腔。电缆组件接收在电介质保持器的电缆腔中。电缆组件具有针脚触头，其配置为端接到电缆的中心导体的端部，并且具有末端。中心触头接收在电介质保持器的前部腔中。中心触头具有基部和在基部的前方延伸的配合部分。基部大致在前部腔和电缆腔的交叉处位于电介质保持器中。中心触头具有从基部延伸的可偏转的针脚梁，其配置为当与针脚触头配合时向外偏转。针脚梁在梁的远端具有张开的引入末端。基部和针脚梁与电缆轴线轴向地对准以接收针脚触头。
附图说明
现在将参照附图以举例的方式描述本发明，在附图中：
图1示出了连接器系统，其具有根据示例性实施例形成的同轴连接器组件。
图2是同轴连接器组件的截面图。
图3是示例性实施例的同轴连接器组件的中心触头的底部透视图。
图4示出了与同轴连接器组件的与中心触头配合的针脚触头。
图5是根据示例性实施例形成的同轴连接器组件的电介质保持器的一部分的后部透视图。
图6是电介质保持器的一部分的后部透视图。
具体实施方式
图1示出了根据示例性实施例形成的连接器系统100。连接器系统100包括第一同轴连接器组件102和第二同轴连接器组件104。所示的实施例中，第一同轴连接器组件102构成插孔组件，并且可以称为插孔组件102。第二同轴连接器组件104构成插头组件，并且可以称为插头组件104。插孔组件102和插头组件104配置为连接在一起以在其之间传输电信号。插孔组件102端接到电缆106。插头组件104端接到电缆108。在示例性实施例中，电缆106、108是同轴电缆。沿着电缆106、108传输的信号在插孔组件102和插头组件104连接时通过两者传输。在替代实施例中，同轴连接器组件102和/或104可以端接到电路板而不是电缆。
插孔组件102具有配合端110和端接端或电缆端112。插孔组件102在电缆端112端接到电缆106。在示例性实施例中，插孔组件102具有中心触头，例如针脚触头，其配置为与插头组件104的中心触头配合。插头组件104具有配合端114和端接端或电缆端116。插头组件104在电缆端116端接到电缆108。在示例性实施例中，插头组件104是直角组件，其具有与电缆端116正交的配合端114。电缆108垂直于插头组件104的配合轴线延伸。在配合期间，插孔组件102的配合端110插接到插头组件104的配合端114中。可选地，插孔组件102可以是类似于插头组件104的直角组件。
在所示的实施例中，插孔组件102和插头组件104构成FAKRA连接器，FAKRA连接器是RF连接器，其接口符合FAKRA汽车专家组制定的统一连接器系统的标准。FAKRA连接器具有标准化的键控系统和锁定系统，其满足汽车应用的高功能和安全要求。FAKRA连接器基于超小型B型连接器(SMB连接器)，其具有扣合式联接，且设计为在50欧姆或75欧姆的阻抗下工作。连接器系统100可以使用除了本文描述的FAKRA连接器之外的其他类型的连接器。
插孔组件102具有一个或多个键控特征118，并且插头组件104具有对应的键控特征。在所示的实施例中，键控特征118是肋，且键控特征？是接收肋的通道。可以提供任何数量的键控特征，并且键控特征可以是FAKRA连接器的标准化设计的一部分。
插孔组件102具有闩锁特征122，并且插头组件104具有闩锁特征124。闩锁特征122由掣扣部限定，并且闩锁特征124由闩锁限定，该闩锁接合该掣扣部以保持插孔组件102和插头组件104配合在一起。
图2是插头组件104和电缆108的截面图。电缆108是同轴电缆，其具有由电介质132围绕的中心导体130。电缆编织物134围绕电介质132。电缆编织物134沿着电缆108的长度为中心导体130提供屏蔽。电缆护套136围绕电缆编织物134。电缆108是电缆组件140的一部分。电缆组件140还包括针脚触头142。针脚触头142包括电缆筒144，其配置为端接到电缆108。例如，电缆筒144可以压接或焊接到电缆108，例如中间导体130。针脚触头142延伸到与电缆筒144相对的末端146。
插头组件104包括中心触头150、电介质保持器152、外部触头154、外部套圈156和外部壳体158。中心触头150、电介质保持器152和外部触头154配置为由外部壳体158接收和/或支撑。外部壳体158配置为与插孔连接器102(如图1所示)配合。在所示的实施例中，中心触头150构成插座触头，其配置为与插孔连接器102的针脚触头配合；然而，在替代实施例中，其他类型的触头是可能的。中心触头150配置为电连接到针脚触头142，以将中心触头150电连接到电缆108。例如，针脚触头142可以插接到中心触头150中。
电介质保持器152接收并保持中心触头150和针脚触头142。外部触头154在其中接收电介质保持器152。外部触头154围绕电介质保持器152，以为中心触头150的至少一部分、针脚触头142的至少一部分和/或电缆108的至少一部分提供电屏蔽。外部触头154提供对电磁或射频干扰的屏蔽。电介质保持器152将中心触头150与外部触头154电隔离。外部触头154被配置为电连接到电缆编织物134。外部触头154可以是由组装在一起的多个部件形成的多件式触头。
外部套圈156配置为端接到电缆108和/或外部触头154。外部套圈156为电缆108提供应变消除。在示例性实施例中，外部套圈156配置为端接到电缆编织物134和电缆护套136。
外部壳体158围绕外部触头154的至少一部分并且相对于外部触头154轴向固定，以将外部触头154保持在其中。在示例性实施例中，外部壳体158是具有前壳体160和插入件162的多件式壳体。插入件162接收在前壳体160内并通过锁164保持在其中。插入件162用于保持外部触头154在外部壳体158内的位置。在示例性实施例中，插入件162是塑料模制部件。替代地，插入件162可以是压铸件或可以形成为外部触头154的一部分。
中心触头150、电介质保持器152、外部触头154和插入件162限定了插头子组件166，该插头子组件166配置为作为单元装载到前壳体160中。其他部件也可以是插头子组件166的一部分。前壳体160包括接收插头子组件166的腔168。锁164将插头子组件166保持在腔168中。可选地，插头子组件166的至少一部分可以从外部壳体158延伸，例如从外部壳体158向后延伸。在所示的实施例中，外部壳体158围绕插头子组件166的前部，用于与插孔组件102配合。
电介质保持器152具有配合段170和从配合段170延伸的电缆段172。在所示的实施例中，电缆段172垂直于配合段170。配合段170包括沿配合轴线175延伸的前部腔174。中心触头150接收在前部腔174中。配合段170配置为延伸到插入件162和前壳体160的腔168中。电缆段172包括沿电缆轴线177延伸的电缆腔176。电缆轴线177与配合轴线175正交。电缆腔176接收电缆组件140，例如针脚触头142和电缆108的一部分。电缆腔176通向前部腔174，使得针脚触头142能够与中心触头150配合。
电介质保持器152在前部180和后部182之间延伸，并在顶部184和底部186之间延伸。配合段170沿顶部184从前部180延伸到后部182。电缆段172沿后部182在顶部184和底部186之间延伸。前部腔174在顶部184和后部182附近的角部处与电缆腔176相交。在示例性实施例中，前部腔174在后部182包括开口188。中心触头150通过开口188后部装载到电介质保持器152中。针脚触头142通过底部186装载到电缆腔176中。电缆108从电介质保持器152从底部186延伸。
外部触头154可以是由组装在一起的多个部件形成的多件式触头。例如，在所示的实施例中，外部触头154包括配合触头190、前接地屏蔽件192和连接到前接地屏蔽件192的后接地屏蔽件194。配合触头190电连接到前接地屏蔽件192。可选地，配合触头190可以与前接地屏蔽件192成一体，例如由相同的部件冲压成型。可选地，后接地屏蔽件194可以与前接地屏蔽件192成一体，例如由相同的部件冲压成型。配合触头190围绕中心触头150。前接地屏蔽件192和后接地屏蔽件194围绕针脚触头142和电缆108的一部分。前接地屏蔽件192和后接地屏蔽件194可以电连接到电缆编织物134。外部触头154在其配合端具有腔196和多个触头梁198。触头梁198是可偏转的并且配置为弹簧加载抵靠插孔组件102(如图1所示)的对应的外部触头(未示出)。每个单独的触头梁198可单独地偏转并在插孔组件102的外部触头上施加法向力以确保与其接合。
图3是根据示例性实施例的中心触头150的底部透视图。图4示出了与中心触头150配合的针脚触头142。中心触头150沿纵向轴线200在其前部的配合端202和后部的端接端204之间延伸。端接端204配置为端接到针脚触头142。
中心触头150在端接端包括基部206，例如在中心触头150的后部处或附近。可偏转的针脚梁208从基部206延伸，例如在基部206的底部下方。在示例性实施例中，针脚梁208从基部206朝向电缆组件140延伸。针脚梁208配置为基部206接合针脚触头142之前接合针脚触头142。与在针脚梁下方具有基部的倒置实施例相比，电信号路径从针脚触头142流入针脚梁208，然后进入基部206而不产生串联电流回路。因此，与在针脚梁下方具有基部的倒置实施例相比，减小了感应电短截线的量。与在针脚梁下方具有基部的倒置实施例相比，沿触头150、142之间的接口处的信号路径的阻抗可以更接近地匹配目标阻抗。
可偏转的针脚梁208在其远端211具有张开的引入末端210。基部206和可偏转的针脚梁208在端接端204处形成插座212，其配置为接收针脚触头142。可偏转的针脚梁208具有长的梁长度以适应一定范围的偏转，例如以避免过应力和/或塑性变形。可偏转的针脚梁208保持抵靠针脚触头142的法向力或弹力，以确保中心触头150和针脚触头142之间的良好电接触。在所示的实施例中，中心触头150包括两个可偏转的针脚梁208，但是在替代实施例中可以提供任何数量的可偏转的针脚梁208。可偏转的针脚梁208配置为在与针脚触头142配合时向外偏转。例如，当针脚触头142插接到限定在针脚梁208之间的插座212中时，针脚梁208向外偏转并弹性地接合针脚触头142，以在中心触头150和针脚触头142之间形成电连接。
张开的引入末端210形成进入插座212的收集窗口或漏斗。例如，张开的引入末端210向外张开，以提供到针脚梁208之间的空间的引入。引入末端210远离针脚触头142向外张开。可偏转的针脚梁208在张开的引入末端210上方具有配合接口214。配合接口214配置为在针脚触头142与中心触头150配合时接合针脚触头142。张开的引入末端210限定了比针脚触头142的末端146大的掣扣环，以确保当针脚触头142装载到插座中时，中心触头150掣扣针脚触头142。张开的引入末端210将针脚触头142引导至配合接口214。针脚梁208在配合接口214之间具有第一分隔距离，在远端211之间具有大于第一分隔距离的第二分隔距离。漏斗形端接端204适应针脚触头142的未对准，并且在针脚触头142与中心触头150配合期间减少短截线。
针脚梁208包括从基部206延伸的折叠部分216，例如从基部206的两侧延伸。折叠部分216适应针脚梁208的偏转。折叠部分216可以在基部206上向后弯曲，使得其部分平行于基部206。针脚梁208包括从折叠部分216延伸到配合接口214的延伸部218。延伸部218相对于折叠部分216弯曲或成角度。延伸部218大致远离基部206延伸。折叠部分216和延伸部218增加了针脚梁208的总梁长度。
在示例性实施例中，针脚梁208包括在两侧由梁臂222围绕的槽220。针脚梁208在梁臂222处弯曲。梁臂222可以在折叠部分216和延伸部218之间过渡。梁臂222可包括在折叠部分216和延伸部218之间的过渡处的弯曲或弯折。针脚梁208可在梁臂222处偏转。槽220使针脚梁208更加柔性。梁臂222通过折叠部分216和延伸部218之间的过渡处的倒圆区域分配针脚梁208中的应力。
在示例性实施例中，针脚梁208具有的厚度224比基部206的厚度226薄。例如，可以压制针脚梁208，使得针脚梁208的材料比基部206薄。使针脚梁208更薄允许针脚梁208更柔性，而中心触头150的其余部分更厚并因此更鲁棒，例如用于与配合连接器的配合触头配合。
基部206包括开口228，其配置为接收针脚触头142的末端146。开口228与电缆轴线177对准。开口228的直径可以略大于针脚触头142的末端146，以适应组装期间针脚触头142的偏移或未对准。开口228限定了掣扣半径，其配置为掣扣针脚触头142的末端146并使针脚触头142相对于基部206居中。开口228可以具有引入以将针脚触头142引导到开口228中。开口228的引入为中心触头150的针脚梁208限定应变消除表面230。由此，开口228为针脚梁208提供过应力保护。例如，应变消除表面230迫使针脚触头142大致居中地位于针脚梁208之间，不允许针脚触头142在一个方向或另一个方向上位移，该位移可能导致过应力和/或塑料针脚梁208在这种偏移方向上的变形。开口228接收针脚触头142以允许针脚触头142穿过基部206。由此，开口228适应针脚触头142沿着针脚梁208的大量接触擦拭。例如，针脚触头142不会触底抵靠基部206，而是在组装期间穿过基部206。由此，可以使得针脚梁208更短和/或保持更靠近基部206，从而减小中心触头150的整体高度。
中心触头150的配合端202在基部206的前方延伸。在所示的实施例中，配合端202限定插座232，其配置为接收插孔组件102的针脚触头。配合端202可以通过缠绕中心触头150的端部而形成，以形成插座232。在示例性实施例中，中心触头150是冲压成形的触头，其可以相当低成本地制造。
图5是根据示例性实施例形成的电介质保持器152的一部分的后部透视图。图6是根据示例性实施例形成的电介质保持器152的一部分的后部透视图。电介质保持器152在后部182包括开口188，其通向前部腔174。前部腔174由沿着电介质保持器152的内部的腔壁242限定。前部腔174的尺寸和形状设计成接收中心触头150。
在示例性实施例中，电介质保持器152包括形成在腔壁242中的扩展槽244，例如在前部腔174下方。扩展槽244可以延伸到电缆腔176中。扩展槽244限定空间或区域，其尺寸和形状设计成接收中心触头150的张开的引入末端210。扩展槽244形成前部腔174的一部分。扩展槽244是围绕中心触头150的扩大区域。当张开的引入末端210在与针脚触头142配合期间向外偏转时，扩展槽244加宽或增大前部腔174的尺寸以接收张开的引入末端210。可选地，限定扩展槽244的壁(例如，在张开的引入末端210的外部)可以为针脚梁208提供过应力保护。例如，壁可以限制针脚梁208向一侧或另一侧的偏转，这可以迫使针脚触头142大致居中地位于针脚梁208之间，不允许针脚触头142在一个方向或另一个方向上位移，该位移可能导致过应力和/或塑料针脚梁208在这种偏移方向上的变形。可选地，扩展槽244可以在后部182敞开。
在示例性实施例中，电介质保持器152包括电缆腔176中的引导壁250。引导壁250位于扩展槽244下方。引导壁250可以设置在电缆腔176的顶部处或附近。引导壁250包括引导开口252，其可以通向前部腔174和中心触头150。针脚触头142通过引导开口252装载到前部腔174中。在示例性实施例中，引导开口252包括倒角的引入表面254，其将针脚触头142引导到中心触头150中。引导开口252可以与中心触头150的插座212对准，以将针脚触头142引导到与中心触头150的配合位置。引导开口252可以与电缆轴线177对准。可选地，引导开口252可以具有比扩展槽244更小的直径256。引导开口252可以具有比张开的引入末端210的掣扣区域更小的直径，以使针脚触头142与插座212对准并减少短截线。由此，引导开口252将针脚触头142引导到插座212中，而不会在针脚梁208上短截线。引入末端210还可以将针脚触头142引导到插座212中。
电介质保持器152包括形成在腔壁242中的凹部260，例如在基部206上方。凹部260可以通向前部腔174。凹部260限定了空间或区域，其尺寸和形状设计成当针脚触头142插接到中心触头150中时接收针脚触头142的末端146。凹部260与电缆轴线177对准。
应该理解的是，以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。另外，在不脱离其范围的情况下，可以做出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。本文描述的尺寸、材料类型、各种部件的取向、以及各种部件的数量和位置旨在限定某些实施例的参数，并且绝不是限制性的，并且仅仅是示例性实施例。在阅读以上描述后，在权利要求的理念和范围内的许多其他实施例和修改对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。因此，本发明的范围应参照所附权利要求来确定。

Claims (13)

1.一种同轴连接器组件(104)，包括：
壳体(158)，其保持外部触头(154)；
电介质保持器(152)，其接收在所述外部触头中，所述电介质保持器具有配合段(170)和正交于所述配合段的电缆段(172)，所述配合段具有沿着配合轴线(175)延伸的前部腔(174)，所述电缆段具有沿着电缆轴线(177)延伸的电缆腔(176)；
电缆组件(140)，其接收在所述电介质保持器的电缆腔(176)中，所述电缆组件具有针脚触头(142)，所述针脚触头配置为端接到电缆(108)的中心导体(130)的端部，所述针脚触头具有末端(146)；以及
中心触头(150)，其接收在所述电介质保持器的前部腔中，所述中心触头具有基部(206)和在所述基部的前方延伸的配合部分，所述基部大致在所述前部腔和所述电缆腔的交叉处位于所述电介质保持器中，所述中心触头具有从所述基部延伸的可偏转的针脚梁(208)，其配置为当与所述针脚触头配合时向外偏转，所述针脚梁在所述梁的远端(211)具有张开的引入末端(210)，所述基部和所述针脚梁轴向地对准以接收所述针脚触头。
2.如权利要求1所述的同轴连接器组件(104)，其中所述针脚梁(208)从所述基部(206)朝向所述电缆组件(140)延伸。
3.如权利要求1所述的同轴连接器组件(104)，其中所述针脚梁(208)包括可分离的配合接口(214)，其配置为接合并电连接到所述针脚触头(142)。
4.如权利要求1所述的同轴连接器组件(104)，其中所述引入末端(210)远离所述针脚触头(142)向外张开。
5.如权利要求1所述的同轴连接器组件(104)，其中所述针脚梁(208)包括配合段，所述引入末端(210)从所述配合段向外张开，使得所述针脚梁在所述配合段(214)之间具有第一分隔距离，并且在所述远端(211)之间具有大于所述第一分隔距离的第二分隔距离。
6.如权利要求1所述的同轴连接器组件(104)，其中所述基部(206)具有第一厚度(226)，所述针脚梁(208)具有小于所述第一厚度的第二厚度(224)。
7.如权利要求1所述的同轴连接器组件(104)，其中所述针脚梁(208)包括槽(220)，在所述槽的两侧具有梁臂(222)，所述针脚梁在所述梁臂处弯曲。
8.如权利要求1所述的同轴连接器组件(104)，其中所述基部(206)具有与所述电缆轴线(177)轴向地对准的开口，所述开口接收所述针脚触头的末端。
9.如权利要求8所述的同轴连接器组件(104)，其中所述开口(228)由应变消除表面(230)界定，所述应变消除表面配置为接合并定位所述针脚触头(142)以防止所述针脚梁(208)的过应力。
10.如权利要求1所述的同轴连接器组件(104)，其中所述电介质保持器(152)包括扩展槽(244)，所述扩展槽接收所述中心触头(150)的基部(206)和针脚梁(208)，所述针脚梁可偏转到所述扩展槽中，所述电介质保持器在所述电缆腔(176)中包括通向所述扩展槽的引导开口(252)，所述引导开口接收所述针脚触头(142)并引导所述针脚触头与所述针脚梁配合。
11.如权利要求10所述的同轴连接器组件(104)，其中所述引入末端(210)具有宽于所述引导开口(252)的掣扣区域以接收所述针脚触头(142)。
12.如权利要求1所述的同轴连接器组件(104)，其中所述电介质保持器(152)在所述基部(206)上方包括凹部(260)，当所述针脚触头插接到所述中心触头(150)中时，所述凹部接收所述针脚触头(142)的末端(146)。
13.如权利要求1所述的同轴连接器组件(104)，其中所述前部腔(172)在所述电介质保持器(152)的后部(182)敞开，以通过所述电介质保持器的后部接收所述中心触头(150)。
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