專利名稱：多次噴注同軸連接件和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣連接件。更具體地說，本發(fā)明涉及用于同軸電纜的輕體 低成本電氣連接件，通過應(yīng)用多次噴注(multi-shot)注射模制技術(shù)，實現(xiàn)了 顯著的材料和制造效率。
背景技術(shù)：
用于同軸電纜的連接件通常利用精密機(jī)加工多件金屬和介電元件來制 造，然后進(jìn)行組裝，以形成連接件組件。
用金屬棒料機(jī)加工金屬元件通常造成大量的材料浪費(fèi)，并且要求嫻熟、 高精度的車削/旋轉(zhuǎn)設(shè)備以及熟練的操作人員。
以前將聚合物材料用于同軸連接件以與螺旋波紋實心外導(dǎo)體同軸電纜 一起使用，在1994年10月11日授予Gabel等的美國專利US5354217中有 所公開。聚合物材料應(yīng)用于連接件主體和夾緊螺母兩者，要求多件機(jī)加工內(nèi) 部導(dǎo)電元件為外導(dǎo)體形成穿過連接件的導(dǎo)電路徑。但是，單獨(dú)的金屬和聚合 物元件必須各自分開形成、去除飛濺以及其他再加工，并且通過勞動密集型 壓力配合和/或手工組裝操作將各個分開的元件組裝在一起，完成連接件組 件。制造、質(zhì)量控制、庫存和多個分離的元件每一個的組裝區(qū)域運(yùn)輸協(xié)調(diào)都 帶來了顯著的額外制造成本。此外，多件分離的元件任何一個的運(yùn)輸延遲或 損壞以及現(xiàn)場組裝過程中的損耗所導(dǎo)致的問題都使得連接件的剩余工作無 法進(jìn)行。
在US5354217中，夾緊螺母旋檸在外導(dǎo)體的螺旋波紋上，并且在連接件 組裝之前，抵靠夾緊螺母手工精確地擴(kuò)張(precision-flared)外導(dǎo)體的引導(dǎo)邊緣。因此，連接件不能與光滑或環(huán)形波紋實心外導(dǎo)體同軸電纜相適應(yīng)，制 造成本高昂，并且安裝耗時。
電纜和連接件工業(yè)中的竟?fàn)幰呀?jīng)提升了連接件重量最小化、安裝時間最 小化、材料浪費(fèi)最小化、分離的連接件部件總數(shù)最小化以及連接件制造/材料 成本最小化的重要性。此外，竟?fàn)幗裹c匯聚在使用便利、電氣互聯(lián)質(zhì)量以及 連接件可靠性方面。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷的電氣連接件以 及制造方法。


包含在本文中并作為本文一部分的附圖，連同上述本發(fā)明的一般描述以 及以下給出的實施方式的詳細(xì)說明，描述了本發(fā)明的實施方式，用于解釋本 發(fā)明的原理。附圖中類似的附圖標(biāo)記指代類似的特征或元件，并且可能未在 出現(xiàn)這些標(biāo)記的每一幅圖中進(jìn)行說明。
圖1是第一實施例的剖視側(cè)視圖2是圖1所示剖視側(cè)視圖的等軸分解視圖3是第二實施例的剖視側(cè)視圖4是圖3所示剖視側(cè)視圖的等軸分解視圖5是圖1所示導(dǎo)電襯套和內(nèi)觸頭的剖視側(cè)視圖，它們定位成注射模制 介電隔件；
圖6是圖1所示導(dǎo)電襯套、內(nèi)觸頭和介電隔件的剖視側(cè)視圖； 圖7是圖1所示多次噴注連接件主體的剖視側(cè)視圖； 圖8是圖1所示滑環(huán)配合表面的剖視側(cè)視圖； 圖9是圖1所示滑環(huán)的剖視側(cè)視圖； 圖IO是圖1所示耦接體的剖視側(cè)視圖11是圖1所示耦接體的剖視側(cè)視圖，包括就地形成的護(hù)套墊圈；
圖12是第三實施例的剖視側(cè)視圖13是圖12所示剖視側(cè)視圖的等軸分解視圖14是圖12所示耦接體的剖視側(cè)視6圖15是第四實施例的剖視側(cè)視圖16是圖15所示剖視側(cè)視圖的等軸分解視圖17是圖15所示背部主體的彈簧夾指部分的剖視側(cè)視圖18是圖15所示背部主體的剖視側(cè)視圖。
具體實施例方式
發(fā)明人承認(rèn)，能用于傳統(tǒng)聚合物注射模制設(shè)備的可注射模制金屬組合物 允許制造多次噴注組合金屬和聚合物材料連接件組件。由此，可以消除眾多 制造步驟以及個別元件之間的對于額外密封劑的需求，從而顯著節(jié)約材料和 制造成本。
可注射模制組合物的示例是"Xyloy" TM M950,來自Cool Poly, Inc. Warwick, RI， US。 "Xyloy"TM M950包括作為原料聚合物顆粒通過相同方式 以顆粒形式輸送到注射模制設(shè)備的鋁和鋅。由于鋅的熔點相對較低，所以鋁 和鋅的組合導(dǎo)致熔點足夠低的合金，其粘性特征適合用于聚合物注射模制機(jī) 器，而不需要對其進(jìn)行任何改動。其他適當(dāng)?shù)目勺⑸淠Ｖ平饘俳M合物優(yōu)選具 有這樣的熔點和粘性特征，即能在1100華氏度左右的最大操作溫度下使用 傳統(tǒng)聚合物注射模制設(shè)備。文中上述可注射模制金屬組合物不要求具備專用 的金屬注射模制"MIM"設(shè)備，該設(shè)備依賴應(yīng)用與傳統(tǒng)可注射模制聚合物不 相適應(yīng)的更高的溫度和/或壓力來使金屬合金流態(tài)化，諸如觸變鎂合金。
配置成用于連接環(huán)狀波紋實心外導(dǎo)體同軸電纜的同軸連接件的示例如 圖l-4所示。圖l和2描述了用于7-16DINFemale標(biāo)準(zhǔn)連接接口的連接件， 而圖3和4描述了用于7-16 DIN Male標(biāo)準(zhǔn)連接接口的連接件。本領(lǐng)域技術(shù) 人員明白，可以應(yīng)用任何期望的標(biāo)準(zhǔn)或適當(dāng)連接接口。同樣，可以應(yīng)用本領(lǐng) 域熟知的其他可選電纜連接機(jī)構(gòu)，例如適合直壁或螺旋波紋外導(dǎo)體同軸電纜 的連接機(jī)構(gòu)。
在圖1_4所示的實施例中，連接件配置成與環(huán)狀波紋外導(dǎo)體同軸電纜(未 示出) 一起使用。電纜通過耦接體3的孔1、滑環(huán)5和連接件主體7接收。 外導(dǎo)體的引導(dǎo)邊緣保持夾緊在形成于連接件主體7的內(nèi)主體17端面10上的 環(huán)狀斜坡表面9和夾緊彈簧11諸如傾斜的線圏彈簧之間。夾緊彈簧11借助 由耦接體3驅(qū)動的滑環(huán)5而壓靠引導(dǎo)邊緣的外表面?；h(huán)5可以獨(dú)立于耦接 體3旋轉(zhuǎn)，從而減小旋轉(zhuǎn)耦接體3以將耦接體3旋擰在連接件主體7上，因此向外導(dǎo)體引導(dǎo)邊緣施加夾緊力的過程中，損壞夾緊彈簧11的可能性。同
軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體接收在由介電絕緣件15同軸保持在孔1中的內(nèi)觸頭13中。
為了使金屬材料成本以及連接件總體重量最小，金屬內(nèi)主體17設(shè)置為 環(huán)狀斜坡表面9和連接接口 19之間的外導(dǎo)體導(dǎo)電路徑。聚合物外主體21包 圍內(nèi)主體17，并且例如可以包括用于連接件組裝過程的工具平臺23和/或用 于耦接體3的配合螺紋25。
滑環(huán)5彈性配合表面27以及夾緊彈簧11可以由金屬形成，以避免隨著 時間推移而發(fā)生的聚合物材料蠕變，例如在周期性檢查電纜和連接件相互連 接關(guān)系的拆卸過程中，這種蠕變可能阻止夾緊彈簧11從滑環(huán)5脫離。保持 滑環(huán)5與同軸電纜同軸對準(zhǔn)的柱狀滑環(huán)主體29可以用聚合物材料形成。
由于位于電氣^各徑外側(cè)，所以耦接體3可以完全用聚合物材料形成。
連接件的環(huán)境密封件可以通過在外導(dǎo)體和連接件之間，例如在滑環(huán)5和 耦接體3之間和/或在連接件主體7和耦接體3之間應(yīng)用環(huán)境密封件31諸如 墊圈和/或O形環(huán)來進(jìn)行改善。額外的護(hù)套密封件33，密封在耦接體3和電 纜外護(hù)套之間，可以形成在耦接體3的孔1外表面上，例如模制在環(huán)形凹槽 35內(nèi)。較之插入環(huán)形凹槽35的傳統(tǒng)O形環(huán)密封件而言，就位形成的環(huán)境密 封件顯著減小了失效和/或組裝遺漏/誤差的概率，因為消除了 O形環(huán)和環(huán)形 凹槽35之間的潛在泄漏路徑以及O形環(huán)從環(huán)形凹槽35內(nèi)滑出的可能性。
雖然內(nèi)觸頭13可以通過模制過程而類似地制造，但是優(yōu)選使用傳統(tǒng)機(jī) 加工內(nèi)觸頭13,以便能使用機(jī)械特征適當(dāng)?shù)拟斻~合金和/或磷青銅合金，用 于接收并保持電纜內(nèi)導(dǎo)體和/或連接接口 19處的配合連接件的內(nèi)導(dǎo)體配合部 分的內(nèi)觸頭13的彈簧夾指和/或彈簧艙37。
文中所用多次噴注注射模制應(yīng)理解為這樣的注射模制制造過程，其中額 外的層注射模制在基礎(chǔ)元件和/或先前注射模制的層上。優(yōu)選，接受模制的部 分不需要完全從模具中釋放出來。相反，該部分對準(zhǔn)保持在模具凹部內(nèi)，并 且僅僅重新配置限定額外凹腔所需的模具部分，其中以材料對該額外凹腔進(jìn) 行注射模制。產(chǎn)生的元件永久集成，而不需要任何機(jī)械耦接機(jī)構(gòu)、緊固件或 組裝需求。通過改變金屬、介電聚合物以及結(jié)構(gòu)聚合物之間的注射材料，在 施加最后 一層之后，可以獲得完全組裝好的集成連接件元件。
在通過多次噴注注射模制過程制造連接件主體7的示例方法中，以可注 射模制金屬組合物注射用于導(dǎo)電襯套的模具，形成內(nèi)主體17導(dǎo)電襯套。將
8^t具的內(nèi)部部分取出，并將內(nèi)觸頭13置于其中，例如如圖5所示?？梢赃x 擇的是，可以先定位內(nèi)觸頭13,然后在模制嵌套在其上的部分，利用內(nèi)觸頭 13作為各種模制操作的對準(zhǔn)元件。
然后以介電聚合物注射內(nèi)觸頭13和內(nèi)主體17之間的空間，就地形成如 圖6所示的介電絕緣件15。內(nèi)主體17可以作為模制步驟的芯體而定位，在 該步驟中注射聚合物，就地形成如圖7所示的外主體21。
優(yōu)選根據(jù)所用的各種材料的熔點來設(shè)置模制順序，通常可注射模制金屬 組合物當(dāng)先，其次是介電聚合物，最后是外主體21聚合物。
滑環(huán)配合表面27，如圖8所示，可以通過向滑環(huán)配合表面模具中注射可 注射模制金屬組合物而類似地形成，然后根據(jù)需要，重新布置一部分模具， 以形成相鄰的凹腔，用于注射聚合物材料，從而形成與滑環(huán)配合表面27集 成的滑環(huán)主體29，如圖9所示。
耦接體3，如圖10所示，可以通過將聚合物注射到耦接體模具而形成。 根據(jù)需要，耦接體模具可以打開并且交換一部分，以形成護(hù)套密封件凹腔， 然后以聚合物村墊材料注射該護(hù)套密封件凹腔，就地形成護(hù)套密封件33，如 圖11所示。
由此，連接件僅由3個主元件形成，這些主元件易于與期望的環(huán)境密封 件31、夾緊彈簧11以及任何另外的連接接口 19組裝，從而形成連接件。
可以選擇的是，通過將耦接體3與夾緊彈簧表面39形成單一聚合物部 分，以直接嚙合夾緊彈簧11或類似物，從而可以省略滑環(huán)5，例如如圖12-14 所示。
如圖15和16所示，額外的可選配置還通過在耦接體3形成彈簧夾指41 而省略夾緊彈簧11。代表性的耦接體與相關(guān)連接件主體7保持唇43在Jim Wlos于2007年2月8日提交的、題為"Annular Corrugated Coaxial Cable Connector with Polymeric Spring Finger Nut"、 與本申請同為Commscope， Inc. of North Carolina所有的美國專利申請11/672,631中有詳細(xì)說明，該申請作 為參考全文包含在本文中。產(chǎn)生的連接件僅有兩個主要元件。為了改善彈簧 夾指41的強(qiáng)度特征，可以首先利用可注射模制金屬組合物形成彈簧夾指部 分45，如圖17所示，然后利用聚合物材料在其上模制耦接體3的剩余部分, 如圖18所示。例如位于耦接體3和電纜外導(dǎo)體和/或護(hù)套之間的環(huán)境密封件 也可以如上文所述那才羊添加。通過使用最少的金屬，本發(fā)明顯著節(jié)約了材料成本和重量。通過以注射模制技術(shù)取代金屬機(jī)加工，顯著減少了分離的子組件數(shù)目，簡化了生產(chǎn)過程，取消了大量組裝步驟，并且制造人員所需的技術(shù)水平也分別顯著降低。此外，由于眾多先前元件是直接多次噴注注射模制在彼此之上，所以減小了個別部件之間路徑數(shù)量，使得連接件具有優(yōu)良的長期密封特征，需要的環(huán)境密封件更少。
附圖標(biāo)記1孑匕
2耦接體
5滑環(huán)
7連接件主體
9環(huán)形斜坡表面
10端面
11夾緊彈簧
13內(nèi)觸頭
15介電絕緣件
17內(nèi)主體
19連接接口
21外主體
23工具平臺
25螺紋
27彈簧配合表面
29滑環(huán)主體
31環(huán)境密封件
33護(hù)套密封件
35環(huán)形凹槽
37彈簧艙
39夾緊彈簧表面
41彈簧夾指
43保持唇
45彈簧夾指部分
10在前述說明部分，已經(jīng)對具有已知等同物的比率、整數(shù)或部件進(jìn)行了說明，所以這些等同物也包含在本文中，正如具體述及。
雖然借助實施方式說明了本發(fā)明，而且以相當(dāng)詳細(xì)的方式說明了這些實施方式，但是并不表明申請人以任何方式將附帶的權(quán)利要求書約束或限制到所述的實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解額外的優(yōu)勢和改動。因此，本發(fā)明在其更為寬泛的方面并不限制于這些細(xì)節(jié)內(nèi)容、代表性裝置、方法或所述和所示的說明性示例。因此，在不背離申請人總的發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的前提下，可以脫離上述細(xì)節(jié)內(nèi)容。此外，應(yīng)該明白，在不背離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍或精神的前提下，可以進(jìn)行改進(jìn)和/或改動。
權(quán)利要求
1.一種同軸電纜連接件，包括圍繞內(nèi)觸頭多次噴注注射模制的連接件主體，該連接件主體包括模制在所述內(nèi)觸頭外徑上的介電聚合物制成的介電絕緣件；模制在所述介電隔件的外徑上的可注射模制金屬組合物制成的同軸內(nèi)主體；注射模制在所述內(nèi)主體外徑上的聚合物制成的外主體。
2. 如權(quán)利要求1所述的同軸電纜連接件，進(jìn)一步包括 可以螺紋耦接到所述外主體的聚合物耦接體。
3. 如權(quán)利要求1所述的同軸電纜連接件，進(jìn)一步包括 形成在所述內(nèi)主體的端面上的環(huán)形斜坡表面； 定位在所述連接件主體的孔內(nèi)的基本上柱狀滑環(huán)； 定位在所述環(huán)狀斜坡表面和所述滑環(huán)之間的夾緊彈簧；和 螺紋耦接到所述外主體、可以操作以抵靠所述夾緊彈簧而驅(qū)動所述滑環(huán)的聚合物耦接體。
4. 如權(quán)利要求1所述的同軸電纜連接件，進(jìn)一步包括 形成在所述內(nèi)主體的端面上的環(huán)形斜坡表面； 定位在所述環(huán)狀斜坡表面之間的夾緊彈簧；和螺紋耦接到所述外主體、可以操作以向著所述環(huán)狀斜坡表面而驅(qū)動所述 夾緊彈簧的聚合物耦接體。
5. 如權(quán)利要求1所述的同軸電纜連接件，進(jìn)一步包括 位于所述內(nèi)主體的端面上的環(huán)狀斜i皮表面；位于所述外主體內(nèi)徑側(cè)壁上、靠近所述環(huán)狀斜坡表面的保持唇；和 螺紋耦接到所述外主體的聚合物耦接體；所述聚合物耦接體模制在可注射模制金屬組合物制成的彈簧夾指上，所述彈簧夾指部分的多個彈簧夾指指向所述環(huán)狀斜坡表面，其中將所述聚 合物耦接體旋檸到所述連接件主體，將向著所述環(huán)狀斜坡表面驅(qū)動所述 彈簧夾指的遠(yuǎn)端。
6. 如權(quán)利要求1所述的同軸電纜連接件，其特征在于，所述可注射模 制金屬組合物是包括鋅和鋁的合金。
7. —種制造多次噴注注射模制同軸電纜連接件的方法，包括步驟 注射模制可注射模制金屬組合物制成的內(nèi)主體； 將內(nèi)觸頭同軸定位在所述內(nèi)主體的孔中；在所述內(nèi)主體和所述內(nèi)觸頭之間注射模制介電絕緣件；和 在所述內(nèi)主體的外徑表面上注射模制聚合物制成的外主體。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括注射模制滑環(huán)，所述滑環(huán)包 括可注射模制金屬組合物制成的滑環(huán)配合表面；在所述滑環(huán)配合表面上注射模制聚合物滑環(huán)主體； 注射模制耦接體；和將所述耦接體螺紋耦接到所述外主體，將所述滑環(huán)保持在所述內(nèi)主體和 所述耦接體之間。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括注射模制聚合物耦接體；和 將所述耦接體螺紋耦接到所述外主體。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述耦接體包括由可注射 模制金屬組合物注射模制的彈簧夾指部分，并且所述方法進(jìn)一步包括 圍繞所述彈簧夾指部分注射模制聚合物。
11. 如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括注射模制耦接螺母，該耦接 螺母設(shè)置有夾緊彈簧表面，并且所述內(nèi)主體在端面處設(shè)置有環(huán)狀斜坡表 面；所述耦接螺母能旋擰到所述外主體中并且向著所述環(huán)狀斜坡表面驅(qū) 動所述夾緊彈簧表面。
12. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述可注射模制金屬組合 物是包括鋁和鋅的合金。
13. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述注射模制在1100華 氏度或更低的溫度下實施。
14. 一種制造多次噴注注射模制同軸電纜連接件的方法，包括步驟 將內(nèi)觸頭插入模具；注射模制可注射模制金屬組合物制成的內(nèi)主體； 在所述內(nèi)觸頭和所述內(nèi)主體之間注射模制介電絕緣件； 在所述內(nèi)主體外徑表面上注射模制聚合物外主體。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括注射模制滑環(huán)，所述滑環(huán) 包括可注射模制金屬組合物制成的滑環(huán)配合表面；在所述滑環(huán)配合表面上注射模制聚合物滑環(huán)主體； 注射模制耦接體；和將所述耦接體螺故耦接到所述連接件主體中，將所述滑環(huán)保持在所述耦 接體和所述連接件主體之間。
16. 如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括注射模制聚合物耦接體；和將所述耦接體螺紋耦接到所述外主體。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述耦接體包括由可注 射模制金屬組合物注射模制的彈簧夾指部分，并且所述方法進(jìn)一步包括: 圍繞所述彈簧夾 指部分注射模制聚合物。
18. 如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括注射模制耦接螺母，該耦 接螺母設(shè)置有夾緊彈簧表面，并且所述內(nèi)主體在端面處設(shè)置有環(huán)狀斜坡 表面；所述耦接螺母能旋擰到所述外主體，從而向著所述環(huán)狀斜坡表面 驅(qū)動所述夾緊彈簧表面。
19. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述可注射模制金屬組 合物是包括鋁和鋅的合金。
20. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述注射模制在1100華 氏度或更低的溫度下實施。
全文摘要
一種通過多次噴注注射模制形成的同軸電纜連接件，具有由多個不同的可注射模制材料制成的注射模制層圍繞中央內(nèi)觸頭形成主體，從而形成集成連接件主體。所述連接件主體設(shè)置有包圍所述內(nèi)觸頭并由介電聚合物制成的同軸介電隔件；包圍所述介電隔件外徑并由可注射模制金屬組合物制成的同軸內(nèi)主體；和包圍所述內(nèi)主體的聚合物外主體。還可以通過注射模制形成與所述連接件主體相適應(yīng)的各種不同的耦接體，從而提供與各種不同的同軸電纜配置相適應(yīng)的連接件。
文檔編號H01R24/02GK101651276SQ20091016262
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者肯德里克·范斯韋林根 申請人:北卡羅來納康姆斯科普公司