專利名稱：一種連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連接器，尤其，但并非僅僅涉及一種可以在真空中與內(nèi)導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)電連接的同軸連接器。
有許多種現(xiàn)成的連接器適于使用各種夾子和螺紋接頭等實(shí)現(xiàn)同軸電路和可能是另一同軸電路的連接件之間的連接，可是在將連接制成特別脆的，例如不能承受大插入力或力矩的連接件的普通型式連接器的情況下便遇到了困難。問題也可能在例如裝置被抽真空后連接器須裝入該裝置并在安裝后的某個(gè)時(shí)候?qū)嵤╇娺B接的場合發(fā)生。
本發(fā)明出于對用最小插入力和力矩在真空中實(shí)現(xiàn)電連接的特殊困難的考慮，但可設(shè)想它也可用于別的要求不那么高的用途。
按照本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出一種與連接接頭實(shí)現(xiàn)電連接的連接器，它包括一個(gè)具有縱軸線的中空圓柱導(dǎo)體；一個(gè)位于導(dǎo)體內(nèi)部，能和連接接頭實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接且和導(dǎo)體沿縱軸線方向進(jìn)行相對運(yùn)動(dòng)的元件；一個(gè)位于導(dǎo)體和元件之間的彈性件。連接器處于第一狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體和元件彼此保持在某個(gè)位置上，而彈性件在它們之間施加一個(gè)力，促使它們在一起。連接器的第二狀態(tài)是在元件和連接接頭實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接后，彈性件施加的力產(chǎn)生了使導(dǎo)體和元件相互朝對方作相對運(yùn)動(dòng)的效果，此時(shí)，在導(dǎo)體和連接接頭的一個(gè)零件之間實(shí)現(xiàn)電連接。
根據(jù)本發(fā)明，由于彈性件的作用，導(dǎo)體和被連接接頭的一個(gè)導(dǎo)電零件實(shí)現(xiàn)電連接。彈性件產(chǎn)生的力的大小可以選擇，使其以最小必要的力實(shí)現(xiàn)和保持電連接，因此，在即使僅以相當(dāng)小的插入力亦能破壞接頭的場合，利用本發(fā)明也可使電連接安全可靠。此外，實(shí)現(xiàn)電連接時(shí)無需力矩。
該導(dǎo)體可以是同軸電路中的一個(gè)內(nèi)導(dǎo)體。
元件最好是一根長軸，但可為任何別的形狀，只要需要時(shí)它可以相對內(nèi)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，并且由彈性件推動(dòng)。圓筒形導(dǎo)體的橫截面可為任何形狀，但一般是圓環(huán)形的。
在利用本發(fā)明的一個(gè)方法中，使元件和導(dǎo)體作相對運(yùn)動(dòng)，并在有彈性件作用于它們之上的情況下，用鎖閂機(jī)構(gòu)或夾緊裝置將它們保持在某個(gè)位置上，藉此將連接器置于第一狀態(tài)。此時(shí)連接器被置于安裝它的系統(tǒng)內(nèi)的位置上，而元件通過全部或部分接合而和連接接頭機(jī)械地連接。連接件安裝好后，此時(shí)便可在系統(tǒng)中建立真空。在以后的某個(gè)時(shí)候，當(dāng)決定在導(dǎo)體和系統(tǒng)相應(yīng)的零件之間實(shí)現(xiàn)電連接時(shí)，就將彈性件從其壓縮或拉伸狀態(tài)中釋放出來，從而使元件和導(dǎo)體進(jìn)行相對運(yùn)動(dòng)。如果元件只是部分地和連接接頭接合，此舉亦能使兩者之間產(chǎn)生充分接合。由于元件和連接接頭接合，彈性件使導(dǎo)體和元件相對運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作也使導(dǎo)體和連接元件之間實(shí)現(xiàn)電連接。為了在導(dǎo)體和連接元件之間實(shí)現(xiàn)電連接，它們兩個(gè)或其中一個(gè)必須是活動(dòng)的。因此，該連接器連接的部件包括有柔性連接零件的場合，特別在該系統(tǒng)已經(jīng)處于真空狀態(tài)而要實(shí)現(xiàn)電連接的場合，使用本發(fā)明特別有利。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是只要使導(dǎo)體在其第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間來回變動(dòng)，就能重復(fù)實(shí)現(xiàn)電連接和電分離。
在本發(fā)明的一個(gè)特別有利的實(shí)施例中，彈性件由彈簧構(gòu)成，但其他的加偏壓模式亦可采用。彈性件可以例如是圍繞元件的螺旋彈簧，該彈簧的一端靠在元件或附在元件上的凸緣上，其另一端則靠在導(dǎo)體的內(nèi)壁上。導(dǎo)體的支承表面可為環(huán)狀凸肩、幾個(gè)支座或幾個(gè)將其固定在一定位置上的固定設(shè)施。可以提供措施來調(diào)節(jié)彈性件作用在連接器與之實(shí)行電耦合的接頭上的力的大小。例如元件可以制成帶螺紋的兩段，使一段相對于另一段轉(zhuǎn)動(dòng)便能調(diào)節(jié)軸向長度，或者可以使用伸縮接頭。在另一設(shè)計(jì)中，附在元件上并且作為彈性件支承的凸緣在沿元件長度上的位置是可調(diào)的，一旦張力達(dá)到要求，就能在原位鎖住。在連接器和處于真空狀態(tài)的裝置一同使用的場合中，當(dāng)實(shí)行電連接時(shí)，為調(diào)節(jié)彈性件而施加的力必須將大氣壓力的作用考慮在內(nèi)。雖然彈性件以彈簧最好，但是按照本發(fā)明亦可在連接器中使用別的加偏壓形式。例如可以采用多個(gè)橡膠帶或一個(gè)用彈性變形物質(zhì)制成的圓柱或塊狀物。
最好在元件和導(dǎo)體的內(nèi)壁之間安置一片膜，用氣密密封將它和元件及導(dǎo)體連接。當(dāng)系統(tǒng)處于真空狀態(tài)時(shí)，這片膜就成了真空室的一部分。這片膜可為一簡單的平板，但最好設(shè)計(jì)成波紋管的形狀，因?yàn)檫@樣可使元件相對于導(dǎo)體進(jìn)行更大的運(yùn)動(dòng)。
和接頭部分實(shí)行電連接的導(dǎo)體端部最好制成及邊的形狀。讓導(dǎo)體的外端部分實(shí)行連接。這樣便能促使電流流經(jīng)導(dǎo)體的外側(cè)，從而避免流經(jīng)將內(nèi)導(dǎo)體鎖定在接頭零件上的元件所帶來的損失。
本發(fā)明還提供一條將余熱通過位于導(dǎo)體內(nèi)的元件從連接區(qū)中帶走的途徑，這是它的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
使用幾種不同機(jī)構(gòu)中的一種可以將元件和連接接頭實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接。例如，連接接頭上可有一個(gè)異形孔，其形狀可在元件和孔對齊時(shí)讓元件自由進(jìn)入該孔，但當(dāng)元件相對于孔轉(zhuǎn)動(dòng)后，元件便不能從孔中出現(xiàn)。元件的端部譬如可以包括一根橫桿，而連接板有一條狹長縫，其寬度和長度同橫桿相適應(yīng)。在此情況下，使孔貫穿板的全厚最方便。可是有些結(jié)構(gòu)寧愿有一個(gè)盲孔來容納元件的端部。另外一種結(jié)構(gòu)是讓連接接頭有一個(gè)鎖閂機(jī)構(gòu)，它和元件端部的相應(yīng)零件嚙合(反之亦然)從而在它們之間實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接。連接接頭譬如可為一實(shí)心平圓盤，但在其他的實(shí)施例中，它可為一柵網(wǎng)或者甚至為一適于和導(dǎo)體中零件連接的簡單的桿狀物。
按照本發(fā)明的第二方面，和連接接頭實(shí)行電連接的方法包括如下步驟提供一個(gè)具有縱向軸線的中空圓柱導(dǎo)體的連接器，一個(gè)位于導(dǎo)體內(nèi)且能和連接接頭進(jìn)行機(jī)械連接的元件(導(dǎo)體和元件可以在縱軸方向相對運(yùn)動(dòng))和一個(gè)位于導(dǎo)體和元件之間的彈性件；使元件相對于導(dǎo)體移動(dòng)，從而將連接器置于第一狀態(tài)，此時(shí)彈性件在導(dǎo)體和元件之間施加一個(gè)力，使它們保持在它們的相對位置上；使元件和連接接頭接合而在它們之間形成機(jī)械連接；然后，連接器置于第二狀態(tài)，它允許導(dǎo)體和元件之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，從而彈性件促使它們在軸線方向中互相朝對方移動(dòng)，于是在導(dǎo)體和連接接頭的零件之間實(shí)現(xiàn)電連接。
在電連接實(shí)現(xiàn)前或后便可建立真空，從而使連接接頭處于真空室內(nèi)。
現(xiàn)在通過實(shí)例，并參考附圖介紹幾種實(shí)施本發(fā)明的方案，其中

圖1表示本發(fā)明一個(gè)連接器的剖面；圖2表示圖1的連接器在連接到一個(gè)裝置上去之前處于第一狀態(tài)的情況；圖3表示圖1的連接器在實(shí)行電連接之前的情況；圖4表示圖1的連接器在實(shí)現(xiàn)電連接之后的情況；圖5a和5b表示本發(fā)明另一個(gè)連接器處于不同狀態(tài)時(shí)的情況。
參看圖1，本發(fā)明的一個(gè)將和裝置內(nèi)連接接頭連接的同軸連接器包括一個(gè)具有縱軸X-X的內(nèi)導(dǎo)體1和一個(gè)外導(dǎo)體2，在它們之間橫向設(shè)置兩個(gè)互相隔開的陶瓷窗3和4。在這個(gè)本發(fā)明正使用著的特殊實(shí)施例中，當(dāng)連接器裝入一個(gè)裝置中時(shí)，準(zhǔn)備將陶瓷窗之一的4作為真空室的一部分，而第二個(gè)陶瓷窗3則充當(dāng)萬一窗4失效時(shí)的后備。如果第一窗4保持其真空完整性，口5和6使像水或空氣那樣的冷卻流體得以進(jìn)入兩個(gè)陶瓷窗3和4之間的區(qū)域。
外導(dǎo)體2的一端有圓環(huán)形法蘭7，用以和裝置連接，而另一端上的第二法蘭8則是當(dāng)需要時(shí)可以將另一零件連接在同軸連接器上。
長軸9位于內(nèi)導(dǎo)體1內(nèi)且和縱軸線X-X重合。軸9的一端上有橫桿10，且在軸向上相對內(nèi)導(dǎo)體1運(yùn)動(dòng)。內(nèi)導(dǎo)體的內(nèi)壁上有用以支承螺旋彈簧12一端的凸肩11，彈簧的另一端則靠在固定于軸9上的法蘭13上。一個(gè)不銹鋼波形膜盒14置于內(nèi)導(dǎo)體1內(nèi)，其內(nèi)圓周和軸9密封連接，內(nèi)導(dǎo)體的內(nèi)壁則沿其外周密封。圖1所示連接器處于第一狀態(tài)，此時(shí)在軸9和內(nèi)導(dǎo)體1之間無彈簧12的力作用。軸9分兩段，上帶螺紋15，軸向長度因而可以調(diào)節(jié)，彈簧12的張力因此也可以調(diào)節(jié)。
參看圖2，在連接器裝入裝置內(nèi)之前，軸9由一個(gè)緊定裝置(未示出)之作用而在軸向相對內(nèi)導(dǎo)體1運(yùn)動(dòng)，從而使桿10伸出內(nèi)導(dǎo)體1之端部。裝在軸9上的法蘭13便沿軸向運(yùn)動(dòng)，向凸肩11靠近，壓縮彈簧12。波形膜盒在軸9運(yùn)動(dòng)同時(shí)，還能保持它和軸9及和內(nèi)導(dǎo)體1之間的密封。緊定裝置為一框架件，它固定在連接器的軸9和內(nèi)導(dǎo)體1上。緊定裝置有由齒輪機(jī)構(gòu)控制的活動(dòng)零件，造成軸9和內(nèi)導(dǎo)體1之間所要求的相對運(yùn)動(dòng)。
緊定機(jī)構(gòu)保持內(nèi)導(dǎo)體1和軸9的相對位置。在另一實(shí)施例(未示出)中，連接器包括一個(gè)鎖緊機(jī)構(gòu)作為自身的一部分，使連接器處于第一狀態(tài)。
裝連接器的裝置部分有一個(gè)實(shí)現(xiàn)電連接的柔性圓筒接頭16，它形成導(dǎo)電途徑的一部分。一個(gè)金屬圓盤構(gòu)成連接接頭17，它位于接頭16的端面上方并包括一個(gè)具有寬度和長度的貫通孔，讓連接器的桿10通過其中。在彈簧12壓力下保持第一狀態(tài)的連接器按箭頭所示方向朝柔性接頭16運(yùn)動(dòng)。連接器外導(dǎo)體2上的法蘭7隨之和準(zhǔn)備與之連接的裝置的底座19接觸。這些零件的相關(guān)尺寸被設(shè)計(jì)成當(dāng)法蘭7和底座19接觸時(shí)軸9通過孔18和桿10位于接頭17的后面。
然后，連接器旋轉(zhuǎn)90°，從而使桿10和槽18之間的對齊關(guān)系發(fā)生變化。軸9和連接接頭17就這樣實(shí)現(xiàn)了機(jī)械連接。在連接器相對接頭16旋轉(zhuǎn)后，零件的位置如圖3所示。在法蘭7和底座19固定后，包括柔性件16的裝置部分抽真空。真空室部分地由陶瓷窗4和波形膜盒14構(gòu)成。此時(shí)，雖然連接器已就位，系統(tǒng)且已抽出真空，但是在同軸連接器和柔性接頭16之間仍無電連接。
為了實(shí)現(xiàn)電連接，松開保持彈簧12壓縮狀態(tài)的緊定裝置，使連接器進(jìn)入第二狀態(tài)，讓彈簧12產(chǎn)生軸9和內(nèi)導(dǎo)體1之間的相對運(yùn)動(dòng)。在此實(shí)施例中，內(nèi)導(dǎo)體1被用螺栓固定在底座19上的法蘭7固定，因而企圖恢復(fù)系統(tǒng)平衡的運(yùn)動(dòng)全部由按箭頭(圖4)所示方向移動(dòng)的軸9進(jìn)行。由于連接器在桿10通過槽18以后旋轉(zhuǎn)，所以桿10不可能通過槽。這樣一來，連接接頭17被拉向內(nèi)導(dǎo)體1，而柔性元件16則配合此運(yùn)動(dòng)。內(nèi)導(dǎo)體1端部的刃邊沿外圍邊和板17接觸，從而形成一條通過它流向柔性元件16的導(dǎo)電途徑。電流勢必圍繞內(nèi)導(dǎo)體1和柔性導(dǎo)體16的外邊流動(dòng)。
可以采用別的形狀的桿和孔。例如，桿可以呈三角形，只要旋轉(zhuǎn)30°便實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接。當(dāng)然還有別的許多形狀。
如圖所示，在連接器裝入系統(tǒng)后，如果需要解除電連接，只要使軸9相對內(nèi)導(dǎo)體1向下移動(dòng)便可，而且在進(jìn)行這個(gè)操作時(shí)，仍然保持真空狀態(tài)。如果需要，可以重復(fù)進(jìn)行電連接和解除電連接。
在另一實(shí)施例中，導(dǎo)體1可以運(yùn)動(dòng)。例如在法蘭7和底座19之間可以加一個(gè)變形墊圈。在這種情況下，裝置的接頭零件可以是剛性和不能活動(dòng)的，或者在將連接器置入第二狀態(tài)實(shí)現(xiàn)電連接時(shí)，可以作某種程度的活動(dòng)。
圖5a和5b表示本發(fā)明的另一實(shí)施例，圖中和圖1中相同的零件具有相同的參考號。在此設(shè)計(jì)中，波形膜盒由一簡單的平面膜片代替。彈簧21的端部和軸9及導(dǎo)體1的內(nèi)壁連接。如圖5b所示，當(dāng)軸9移至第一狀態(tài)時(shí)，彈簧21處于張緊狀態(tài)。于是將連接器固定在有連接接頭的裝置上，機(jī)械連接和電連接的實(shí)現(xiàn)方式和上述圖1的連接器相同。
權(quán)利要求
1.一種和連接接頭實(shí)現(xiàn)電連接的連接器，它包括一個(gè)具有縱軸線的中空圓柱導(dǎo)體；一個(gè)位于導(dǎo)體內(nèi)且能和連接接頭實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接的元件，該導(dǎo)體和元件沿縱軸線方向作相對運(yùn)動(dòng)；位于導(dǎo)體和元件之間的彈性件；該連接器有一個(gè)第一狀態(tài)，在該狀態(tài)中導(dǎo)體和元件彼此保持在某個(gè)位置，而彈性件在它們之間施加一個(gè)力，促使它們在一起，連接器還有一個(gè)第二狀態(tài)，在該狀態(tài)中，當(dāng)元件和連接表面之間實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接后，由彈性件施加的力使導(dǎo)體和元件產(chǎn)生相向移動(dòng)的效果，由此在導(dǎo)體和連接接頭的一個(gè)零件之間實(shí)現(xiàn)電連接。
2.按照權(quán)利要求1的連接器，其中導(dǎo)體為一同軸電路的內(nèi)導(dǎo)體。
3.按照權(quán)利要求1或2的連接器，其特征在于，連接器在第二狀態(tài)中時(shí)，導(dǎo)體固定在適當(dāng)位置，而元件向它移動(dòng)。
4.按照權(quán)利要求1，2或3的連接器，其特征在于，彈性件由彈簧構(gòu)成。
5.按照前述任一權(quán)利要求的連接器，其特征在于，它包括當(dāng)連接器處于第一狀態(tài)中時(shí)用以調(diào)節(jié)由彈性件所施加的力的裝置。
6.按照前述任一權(quán)利要求的連接器，其特征在于，元件是一根沿平行于縱軸線方向伸展的細(xì)長軸。
7.按照前述任一權(quán)利要求的連接器，其特征在于，元件的形狀被設(shè)計(jì)成當(dāng)孔和元件對齊時(shí)，元件通過連接頭上的孔，而當(dāng)元件和孔不對齊時(shí)，元件不能通過該孔。
8.按照前述任一權(quán)利要求的連接器，其特征在于，該導(dǎo)體有一刃邊，在該刃邊上實(shí)現(xiàn)元件和連接接頭之間的電連接。
9.按照前述任一權(quán)利要求的連接器，其特征在于，它包括位于導(dǎo)體內(nèi)壁和元件之間的膜，在該膜的邊界上有氣密密封裝置。
10.按照權(quán)利要求9的連接器，其特征在于，該膜是一個(gè)波形膜盒。
11.按照前述任一權(quán)利要求的連接器，其特征在于，它包括一個(gè)用于將連接器保持在第一狀態(tài)的可分離閉鎖裝置。
12.一種連接器結(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)按照前述任一權(quán)利要求的連接器和一臺具有與其連接的連接接頭的裝置。
13.按照權(quán)利要求12的連接器結(jié)構(gòu)，其特征在于，該連接接頭位于真空區(qū)內(nèi)。
14.一種在導(dǎo)體和連接接頭之間實(shí)現(xiàn)電連接的方法，它包括如下步驟提供一種連接器，它包括一個(gè)具有縱軸線的中空圓柱導(dǎo)體，一個(gè)位于導(dǎo)體內(nèi)，且能和連接接頭實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接的元件，該導(dǎo)體和元件可沿縱軸線方向作相對移動(dòng)，還包括一個(gè)位于導(dǎo)體和元件之間的彈性件；使元件相對于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，從而將連接器置于第一狀態(tài)，在此狀態(tài)下，彈性件在導(dǎo)體和元件之間施加一個(gè)力，而使導(dǎo)體和元件保持其相對位置；使元件和連接接頭接合，從而在它們之間實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接；然后將連接器置于第二狀態(tài)，它允許在導(dǎo)體和元件之間產(chǎn)生相對移動(dòng)，從而彈性件促使它們沿軸線方向靠在一起，由此在導(dǎo)體和連接接頭的一個(gè)零件之間實(shí)現(xiàn)電連接。
15.按照權(quán)利要求14的方法，其特征在于，當(dāng)連接接頭位于真空區(qū)內(nèi)時(shí)實(shí)現(xiàn)電連接。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其特征在于，連接器被設(shè)在第一狀態(tài)，然后被裝入包含連接接頭的裝置和實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接，該裝置然后被抽真空，進(jìn)入真空狀態(tài)，再實(shí)現(xiàn)電連接。
17.按照權(quán)利要求15或16的方法，其特征在于，實(shí)現(xiàn)電連接后，使元件相對于導(dǎo)體移動(dòng)，來分離電連接，在分離期間，仍保持真空。
18.按照權(quán)利要求14至17中之一的方法，其特征在于，該連接器按照權(quán)利要求1至11中的任何一條所述。
全文摘要
一種和連接接頭(17)實(shí)現(xiàn)電連接的連接器,包括一個(gè)空心導(dǎo)體(1),導(dǎo)體中有一元件(9),它能相對導(dǎo)體(1)作相對運(yùn)動(dòng)?？梢允菑椈傻膹椥约?12)位于導(dǎo)體(1)和元件(9)之間。在連接器的第一狀態(tài)下,導(dǎo)體(1)和元件(9)處于一個(gè)相對位置,此時(shí)彈性件(12)在它們之間施加一個(gè)促使它們靠在一起的力;在元件(9)和連接接頭(17)之間實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接以后,連接器被置于第二狀態(tài),此時(shí)由彈性件(12)施加的力造成使導(dǎo)體(1)和元件(9)各朝對方移動(dòng)的效果,從而在導(dǎo)體(1)和連接接頭(17)之間實(shí)現(xiàn)電連接;這種情況使實(shí)現(xiàn)連接的力最小且無需力矩,適于脆性連接對于在真空中實(shí)現(xiàn)連接特別有用。
文檔編號H01R13/646GK1252900SQ9880432
公開日2000年5月10日 申請日期1998年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月19日
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