铜缆预端接连接器
阅读说明：本技术 铜缆预端接连接器 (Copper cable pre-termination connector ) 是由 周展学 孟繁盛 于 2020-12-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种铜缆预端接连接器,涉及网络数据中心机房预端接铜缆和工业设备连接领域,其包括插头、壳体、锁套、电路板、卡固件。本发明能够解决现有数据铜缆预端接连接器端接后使用过程中,可能出现的端接节点因材料应力退化导致出现的位移问题,增加铜缆预端接连接器与数据铜缆的抗侧拉与抗扭的能力,以及通过信道和进线路径,优化信号的插入损耗和回波损耗。(The invention discloses a pre-terminated connector for a copper cable, relates to the field of connection of a pre-terminated copper cable and industrial equipment of a network data center machine room, and comprises a plug, a shell, a lock sleeve, a circuit board and a clamping piece. The invention can solve the displacement problem of the termination node caused by material stress degradation in the use process of the existing data copper cable pre-termination connector after termination, increase the lateral pulling and torsion resistance of the copper cable pre-termination connector and the data copper cable, and optimize the insertion loss and return loss of signals through a channel and an incoming line path.)
技术领域
本发明涉及网络数据中心机房预端接铜缆和工业设备连接领域，具体涉及一种铜缆预端接连接器。
背景技术
网络数据中心机房数据铜缆敷设和工业设备连接领域中，越来越多的用到光缆与数据铜缆预端接技术，其中铜缆预端接的经济性，一直是光缆无法完全取代的。现有的预端接铜缆的连接器，主要是以RJ45模块和RJ45水晶头为主，当敷设与装配过程中，模块预端接铜缆直接装配到指定的配线架上，配线架后端桥架受力，来固定预端接数据铜缆，而RJ45水晶头预端接铜缆的装配，一般是直接插接到RJ45模块端口或设备RJ45端口中。
由于数据铜缆受到自身材质关系，RJ45水晶头与数据端口插接时，受到线缆自身弯曲压力影响，随着时间或环境因素的变化，数据铜缆与连接器的端接节点可能会出现位移情况，导致网络传输回波与衰减增加，对于应用到网络数据中心机房这种高要求传输的环境，网络中枢出现问题，极大可能造成用户因故障带来的损失，之所以会出现故障，主要原因是RJ45水晶头预端接的技术，还是一直沿用普通铜缆跳线的标准，插接端口时，线缆弯曲压力完全由RJ45水晶头的端接节点，和水晶头PVC护套共同承担压力，当材料出现“疲劳”，应力减少，网络数据中心和工业设备连接的数据传输性能自然会受影响而降低，尤其是工业设备连接使用过程中，由于工业设备存在自动化不间断活动并设备间保持串联，对数据铜缆连接器的物理连接稳定性要求更高，可能会出现端接节点出现位移情况，影响工业设备间信息交互，甚至宕机。
另外，RJ45水晶头技术对回波与衰减的指标，一直没有更高的突破，因为RJ45水晶头卡线结构的关系，数据铜缆卡线前，必须将数据铜缆的对绞做成顺直，这个步骤会使信号传输过程中失去一段最佳传输环境，导致信号回波与插损的衰减，该问题主要受制于RJ45水晶头本身结构已经没有了进一步的优化空间。
发明内容
本发明的内容是提供一种铜缆预端接连接器，解决现有数据铜缆预端接连接器端接后使用过程中，可能出现的端接节点因材料应力退化导致出现的位移，增加铜缆预端接连接器与数据铜缆的抗侧拉与抗扭的能力，以及通过信道和进线路径，优化信号的插入损耗和回波损耗。
本发明采用的技术方案如下：
一种铜缆预端接连接器，包括：
插头，包括弹片、针脚卡口、卡固件固定部和横向连接轴，弹片位于上侧面，针脚卡口位于首端，卡固件固定部位于末端，横向连接轴位于末端部位的左右两个侧面上；
壳体，包括两个半壳体，该两个半壳体的首端部位的左右两个侧面开有横向连接孔，末端部位设有外螺纹，内侧面上设有沿首末方向的第一凸起结构，该两个半壳体闭合后形成一内腔；
锁套，包括一铜缆通孔，在该铜缆通孔的内壁上设有内螺纹；
电路板，包括针脚、信道和接线端子刀，该信道连接该针脚和接线端子刀并一体成型；
卡固件，开设有螺旋通孔，电路板卡接槽、固定凹槽、线芯固定槽和端子刀通槽，该螺旋通孔的路径为螺旋绕绞状，该螺旋通孔的出口端位于线芯固定槽内，线芯固定槽与端子刀通槽正对连通；
其中，该两个半壳体通过横向连接孔枢接于插头的横向连接轴上；该锁套通过该内螺纹螺接于闭合后壳体的外螺纹上实现连接；该卡固件位于壳体内腔中，螺旋通孔的入口朝向末端以用于穿过铜缆线芯，固定凹槽卡接于插头的卡固件固定部上；该电路板嵌设于插头和壳体内，针脚位于针脚卡口，位于壳体内腔的电路板部分卡接于卡固件的电路板卡接槽内实现固定，接线端子刀位于卡固件的端子刀通槽内；壳体闭合后其第一凸起结构位于卡固件的线芯固定槽内，用于将穿过卡固件螺旋通孔的线芯压在电路板的接线端子刀上，通过接线端子刀刺破线芯的绝缘皮实现电性连接。
进一步地，两个半壳体的末端均设有锁扣槽，锁套的首端设有与锁扣槽配合的单向扣，通过锁套螺接于壳体上后将单向扣卡接于锁扣槽内。
进一步地，两个半壳体的中间部分的内侧面上设有第二凸起结构，在闭合时按压在卡固件上，对卡固件进行固定。
进一步地，两个半壳体的末端部分的内侧面上设有第三凸起结构，在闭合时按压在穿过锁套的铜缆的绝缘皮上，对铜缆进行固定。
进一步地，卡固件的螺旋通孔的入口端为喇叭口状，便于铜缆的线芯穿入。
进一步地，电路板的接线端子刀处设有端子刀加固件，该端子刀加固件用于加固接线端子刀。
进一步地，卡固件的端子刀通槽内还设有线芯分离结构，该线芯分离结构正对于螺旋通孔的出口端，并位于出口端的内侧，用于将穿过的一对线芯分离开来。
进一步地，锁套的外侧壁上设有防滑结构。
进一步地，卡固件的螺旋通孔为按正方形阵列分布的四个，用于穿过铜缆的四对线芯。
进一步地，电路板的针脚为八针，连接于铜缆的四对线芯。
附图说明
图1是本发明实施例的铜缆预端接连接器外形示意图；
图2是本发明实施例的铜缆预端接连接器外形侧视图；
图3是本发明实施例的铜缆预端接连接器的分解图；
图4是本发明实施例的铜缆预端接连接器的内部结构图；
图5是本发明实施例的铜缆预端接连接器前视图；
图6是本发明实施例的铜缆预端接连接器实施外形俯视图；
图7是本发明实施例的铜缆预端接连接器实施外形底视图；
图8是本发明实施例的铜缆预端接连接器后视图；
图9是本发明实施例的铜缆预端接连接器电路板结构图；
图10是本发明实施例的铜缆预端接连接器卡固件结构图；
图11是本发明实施例的铜缆预端接连接器卡固件底视图；
图12是本发明实施例的铜缆预端接连接器卡固件俯视图；
图13是本发明实施例的铜缆预端接连接器锁套立体图。
附图标记说明：
10-插头，11-弹片，12-卡固件固定部，13-八针卡口，14-横向连接轴，20-壳体，21-横向连接孔，22-外螺纹，23-锁扣槽，24-第一凸起结构，25-第二凸起结构，26-第三凸起结构，30-锁套，31-铜缆通孔，32-内螺纹，33-单向扣，34-防滑结构，40-电路板，41-八针，42-接线端子刀，43-端子刀加固件，44-信道，50-卡固件，51-螺旋通孔，52-电路板卡接槽，53-线芯固定槽，54-线芯分离结构，55-端子刀通槽，56-固定凹槽，60-数据铜缆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本实施例公开一种铜缆预端接连接器，其结构如图1至图7所示，采用通过连接器后端进线结构如图8所示，通过图横向连接轴14为轴心，将壳体20打开，打开后如图4所示，取下卡固件50，呈现本连接器可常规拆分的三个部分如图3所示，为保证本连接器成品稳定性，除以上三个部分，其他模组不支持二次装配。
按照预端接数据铜缆60需求长度裁剪完，数据铜缆60一端或两端从锁套30尾部穿过，穿过距离在端接完成前不受过多限制，通过工具或设备将数据铜缆60外皮剥开，线芯裸露大概2cm左右，线芯与线对的绞距无需松开做顺直处理，如有屏蔽层或骨架的数据铜缆60要将其裸露根部处摘除。
将数据铜缆60四对线芯对准卡固件50的螺旋通孔51，卡固件50的结构如图10-12所示，进线过渡区方便并降低穿线精度，四对线芯螺旋绕绞路径通过螺旋通孔51，到达端子刀通槽55。卡固件50内的进线结构为四个相互绕绞排列的螺旋进线通孔，让数据铜缆60不失自身绞距情况下通过，直至到达端接点，数据铜缆60在端接前无需松开铜缆60本身的对绞状态，直接通过卡固件50完成卡接，大大提升回波和插损性能。
将穿好数据铜缆60的卡固件50装配到电路板40，电路板40的结构如图9所示，电路板卡接槽52与电路板40匹配，固定凹槽56与卡固件固定部12匹配，电路板40直到进入电路板卡接槽52底部，四组接线端子刀42在端子刀加固件43支撑下，顺着端子刀通槽55到达线芯分离结构54两侧，即数据铜缆60线芯已被如图9电路板40的接线端子刀42对准，每对线芯到达端子刀通槽55区域的同时，也被线芯分离结构54隔开，该技术实施效果是在端接过程或端接后防止短路，线芯如有多余长度裁减掉即可。
上述施工程序到位后，开始闭合壳体20，闭合过程也是端接卡线过程，八个第一凸起结构24与线芯固定槽53匹配，与端子刀通槽55局部匹配，按压线芯，使数据铜缆60线芯外皮被接线端子刀42刺破，并刺入线芯导体，也固定住线芯避免出现位移，同时四个第二凸起结构匹配卡固件50的顶部平面，以彻底稳固住卡固件50与电路板40之间的卡接，闭合后的同时，壳体20半包住数据铜缆60，以及若干个第三凸起结构26，再进一步固定数据铜缆60避免出现位移。最后程序，顺时针拧紧锁套30(如图13所示)、内螺纹32与外螺纹22匹配，直至两个单向扣33与两个锁扣槽23闭合，一经闭合永不松脱。优选地，壳体20线芯区的十二个第二凸起结构25，其中八个负责固定数据铜缆60的四对八条线芯及导体的固定，剩余四个用于将卡固件50固定在电路板40上。壳体20的外螺纹22的外端由两个1/4圆弧状半包裹组成，内部共二十个第三凸起结构26，且每个凸起结构尺寸不会超出数据铜缆60外皮厚度，均匀分布在数据铜缆60的通过区域。当壳体20的所述外端在固定数据铜缆60时，可以适应数据铜缆60的直径，如更粗的铜缆60端接时，会通过两个1/4圆弧以外缓解铜缆60承受的压力，既能保证稳固，同时让数据铜缆60外皮受力均匀，不会破坏数据铜缆60。
完成以上步骤，本连接器即装配完成，如图2、图6、图7所示，带有弹片11的插头10如图5与普通RJ数据接口兼容，RJ模块的数据通过八针41通过八针卡口13匹配连接，数据在通过信道44、接线端子刀42与数据铜缆60线芯卡接，到达铜缆60，最后服务于整套预端接系统。
电路板40内置在本连接器内，两端分别到达插头10和卡固件50，将电路板40固定在内部，电路板40分布路径根据网络信号传输曲线特性，优化了信道44结构，铜缆60预端接连接器相比普通RJ45水晶头，可以提升插入损耗与回波损耗性能大约20％以上。其中，电路板40的信道44路径的分A路径与B路径两种情况，区别就是每个接线端子刀42与每个针脚的交叉连接顺序相反，A和B路径分别配套使用于铜缆两端。
卡固件50与电路板40自带的接线端子刀42契合，即接线端子刀42可进入线芯固定槽53内部，卡固件50与壳体20结构凹凸吻合，将数据铜缆60穿过锁套30后，数据铜缆60四对八芯线芯螺旋方式进入和固定在卡固件50内，壳体20闭合后，与卡固件50配合凹凸吻合，数据铜缆60线芯受到吻合压力，线皮被电路板40上的接线端子刀42卡破，卡破同时完成数据铜缆60线芯固定与铜缆60整体固定，数据铜缆60与铜缆60预端接连接器的端接初步完成。
锁套30带内螺纹32，与壳体20的外螺纹22吻合，前者与后者螺纹末端自带单向扣33和锁扣槽23，数据铜缆60端接完成后，顺时针旋拧单项扣锁套30，直到锁套30与固线壳体20的锁扣槽23闭合，闭合后即永不松脱，本连接器与数据铜缆60端接完成。
该技术方案的有益效果：本发明采用上述技术方案，铜缆60预端接连接器完成端接后，通过固线壳体20的铜缆60区与线芯区的2处固线结构，再通过锁套30来彻底锁定，共3重措施，3重措施固定端接的节点不受位移影响，并且，3重固线措施一旦完成闭合，非暴力手段无法分解。本发明除了可以保证数据铜缆60端接物理层面的稳定性，还通过反复实验，优化模拟网络信号更佳的传输路径，优化信号传输性能，应用到所述电路板40，所述电路板40的八针41贯穿所述固线壳体20插头10，一体优化的信道44路径通过电路板40，直至接线端子刀42，让导体一体成型融进电路板40，不存在中间节点，信道44路径通过数次调校，达到相比普通RJ45水晶头优的插入损耗与回波损耗，更高的保持信号通过连接器后的完整性，电路板40优化的最终目的就是提高信号通过的完整性、稳定性。电路板40从八针41、信道44路径经过优化，到另一端接线端子刀42为一体成型，不存在中间节点。
本连接器可让网络链路达到更优的插入损耗和回波损耗，测试结果该项指标提升20％以上。本连接器与RJ45模块接口匹配度100％，无需单独为连接器提供特殊配套设备接口，就可以满足行业端口匹配，同时不会受到传输性能要求的限制。本连接器与数据铜缆端接过程中，只需一步即完成线芯与卡固件50的两项固定程序，增加装配效率，提高良品率。电气性能可以满足Cat5e 155MHz、Cat6 250MHz、Cat6A 500MHz、Cat7 600MHz，以及Cat82000MHz的带宽应用。本连接器可满足非屏蔽与屏蔽的不同网络需要，结构适应不同材料的制造，不需要特殊材料即可完成生产制造。
最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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