CN100481645C - 缩小尺寸的八脚声频插座电气连接器 - Google Patents

Abstract

提供一种改进的电气连接器和插座。电器连接器包括主连接器壳体和从主连接器壳体前表面突出的立体声插头。第一对电气接触脚由主连接器壳体在立体声插头的第一侧面支承，而第二对电气接触脚由主连接器壳体在处于立体声插头的第一侧面对面的立体声插头的第二侧面支承。对准特征从主连接器壳体前表面邻近立体声插头处突出，对于较狭窄的外形提供方位键和防止旋转的功能。

Description

缩小尺寸的八脚声频插座电气连接器

技术领域

本发明涉及用于电子设备的电气连接器，更具体地说，涉及用于电子设备的改进的八脚声频连接器和插座。

背景技术

诸如无线电话、手持计算机、和个人数字助理之类的电子设备使用各种电源/数据/声频的连接器/插座组合以便向和从电子设备传递电源、数据和其它电气信号。例如，用于声频输入/输出的电子设备包括一个用于接受输送声频输出到用户的声频连接器的声频输出插座。传统工艺中声频输出连接器通常包括一个四脚立体声插头，它能够配合并且接受从标准四脚立体声触头的信号和一个附加布置在四脚立体声附近的四脚插头作为附加电气连接。这样的传统工艺中连接器的物理尺寸与现代电子设备相比变得相对较大，现代电子设备十分小而轻。因此，声频插头变得粗鲁和和笨重，并且通常连接器和电子设备之间的接触难以维持。

此外，现代设备，诸如个人数字助理(PDA)，包括用于其它类型连接器的插座，诸如电源连接器和通用串行总线(USB)连接器。传统工艺系统包括用于配合USB插座的USB连接器和用于配合电源插座的单独电源连接器。在通常情况下，PDA(个人数字助理)用户可以具有一定数量在任何时候均附着于PDA的连接器。就是说，用户可以具有一个USB连接器以便对扬声器提供声频信号，用户可以具有一个连接于PDA的USB连接器以便向和从PDA传递数据，并且用户可以具有一个连接于PDA的电源连接器以便提供电源。这样布置的问题是各种附着于PDA的电线和连接器常常超过PDA本身的质量，并且对各种连接器和插座造成张力，从而促使连接器和插座损坏和使PDA变得笨重。

发明内容

按照本发明，上述及其它问题是通过改进的电气连接器和改进的USB连接器而解决的。

按照本发明一个方面，改进的电气连接器包括一个具有上部脚壳体和下部脚壳体的主连接器壳体。上部脚壳体具有外部表面和内部表面，其中外部表面与主连接器壳体表面一起形成连续表面。上部脚壳体具有一对沿上部脚壳体内表面布置的电气接触脚。

下部脚壳体的设置与上部脚壳体隔开一定距离，并且下部脚壳体具有外部表面和内部表面，其中外部表面与主连接器壳体表面一起形成连续表面。下部脚壳体的内表面面向上部脚壳体的内表面。下部脚壳体具有一对沿下部脚壳体内表面布置的电气接触脚。本发明的电气连接器也包括立体声插头，它从在下部脚壳体内表面和上部脚壳体内表面之间的主连接器壳体的前表面突出。

电气连接器适合于连接到插座。电气连接器的立体声插头适合于连接地插入在插座的插头孔中。上部脚壳体和下部脚壳体适合于连接地接合于插座壳体的前插头孔。

立体声插头包括多个用于接合沿插座的插头口内表面布置的相应多个电气触点的电气接触脚。上部壳体中一对电气接触脚接合沿插座插头口壳体前部中上表面设置的一对相应电气触点。下部壳体中一对电气接触脚同样接合沿插头口壳体前部中下表面设置的一对相应电气触点。

立体声插头具有多个接触脚。立体声插头的接触脚可包括扩音器触点、右扬声器触点、左扬声器触点和模拟接地触点。上部壳体中一对电气接触脚可包括时钟接触脚和数字接地脚。下部壳体中一对电气接触脚可包括数据脚和电源脚。

本发明的插座安装在诸如个人手持计算机、PDA、无线电话或寻呼机一类电子设备的外壳内。插座前部的外表面与电子设备外壳的外表面齐平。上部壳体的接受口直接在插座前部上表面上方的外壳上形成。下部壳体的接受口直接在插座前部下表面下方的外壳上形成。当电气连接器连接在插座时，上部脚壳体插入上部壳体接受口并且下部脚壳体插入下部壳体接受口，使电气连接器配合在电子设备的外壳上。

按照本发明另一方面，改进的电气连接器和插座设置较狭的外形。电气连接器包括主连接器壳体和从主连接器壳体前表面突出的立体声插头。第一对电气接触脚由主连接器壳体在立体声插头的第一侧面支承，而第二对电气接触脚由主连接器壳体在立体声插头的第二侧面(在立体声插头的第一侧面的对面)支承。

从主连接器壳体表面邻近立体声插头处突出一个对准特征，对于较狭的外形提供方位键和防止旋转的功能。

按照本发明另一方面，改进的USB连接器包括连接器主体、USB连接器插头，和对准标杆。USB连接器插头沿连接器体的第一端限定并且从连接器体前表面突出。对准标杆在邻近USB连接器插头而隔开USB连接器插头一定距离设置，并且从连接器体前表面垂直地突出。USB连接器也包括一对限定在连接器体面上的电气触点。一对电气触点的第一电源触点设置在邻近于对准标杆的第一侧面，而一对触点的第二电气触点设置在连接器体表面上直接邻近于对准标杆的第二侧面。

USB连接器插头适合于连接地插入USB插座的配合插头口。对准标杆适合与连接地插入相应USB插座的对准标杆口。第一和第二电源触点适合于接合相应的限定在USB插座对准标杆口的第一和第二侧面附近的第一和第二电源触点。

对准标杆包括对准标杆导向件，它设置在沿对准标杆的第一侧面以便引导对准标杆进入对准标杆口。对准标杆具有比USB连接器插头更大的长度，使对准标杆比USB连接器插头插入USB连接器插头口以前更早插入对准标杆口，以保证USB连接器插头，当其插入USB连接器插头口时，处于正确方位。可以沿对准标杆的上表面设置一个锁销，以便接合设置在对准标杆口内部表面上的锁销掣子而使USB连接器固定在USB连接器插座上。

作为本发明特性的这些和其它特征将通过阅读下列详细描述和附图以后变得十分明显。应该理解无论以上的一般性描述和下列详细描述均为代表性并仅作为说明而已，如权利要求所述对本发明没有限制。

附图说明

图1为传统工艺中八脚声频连接器和相应插座的说明性侧视图。

图2为按照本发明一个实施例八脚电气连接器及插座的立体图。

图3为按照本发明一个实施例八脚电气连接器的图示立体图。

图4为按照本发明一个实施例插座的图示立体图。

图5为个人数字助理(PDA)的图示立体图，以假想线显示PDA外壳和显示本发明的插座及小型USB连接器。

图6为PDA的顶视平面图，显示按照本发明一个实施例八脚电气连接器。

图7-1及7-2各自为按照本发明另一个实施例八脚电气连接器和插座的立体图。

图8-1及8-2各自为显示在图7-1和7-2中八脚电气连接器和插座的立体图。

图9为按照本发明一个供替代的实施例的八脚电气连接器和插座的立体图。

图10为PDA的顶视平面图，显示按照本发明一个供替代的实施例的八脚电气连接器。

图11为具有按照本发明实施例插座的PDA或其它电子设备的侧视图。

图12为按照本发明实施例的小型USB连接器插头和小型连接器插座的图示立体图。

具体实施方式

下列本发明实施例的描述参照上述附图，其中同样的数字表示在所有几个图中同样的零件或部件。本发明指向一种改进的八脚电气连接器，和一种改进的USB连接器，它包括综合的电源连接器以至不需要单独的电源电线。

图1为传统工艺八脚声频连接器和相应的插座说明性侧视图。显示在图1中的说明性传统工艺八脚声频连接器50适合于配合插座65。传统工艺连接器50包括四脚立体声插头55和一个用于电器连接的附加四脚插头60。四脚立体声插头55适合于配合插座口70，而四脚插头60适合于配合插座口80及触点85。电线52适配在传统工艺连接器的后部。当传统工艺连接器50配合在传统工艺插座65上时，由于连接器50和电线52重量在连接处产生的力量经常在插头55、60和相应插座口70、80之间的电气连接处造成广泛的张力。随着时间过去，连接处磨损而破坏或失去电气联结。此外，由于传统工艺连接器50与现代小型和轻型电子设备(诸如无线电话和PDA)相比，连接器和电线的尺寸和重量可能超过它们连接的电子设备的尺寸和重量而进一步增加传统工艺连接器50和其连接的电子设备之间连接处的应力。

图2为按照本发明一个实施例的八脚电气连接器及插座的立体图。如图2所示，改进的八脚电气连接器100适合于配合插座200。八脚电气连接器100包括沿八脚电气连接器100上表面设置的电线190。本行业熟练人士应该理解，电线190可以放置在八脚电气连接器100的任何表面或侧面。四脚立体声插头105从八脚电气连接器100的前侧面突出。用于声频连接的连接器100的种类只可以作为例子并且不限于连接器100可以应用的连接类型。本发明的连接器100可以作为各种连接脚对于配合插座相应触点的运载工具。例如，连接器100可以用来通过连接器和与其配合的插座(诸如以下描述的插座300)之间的连接从电子设备和向电子设备传递数据。

按照图2-4所示代表性声频连接器，四脚立体声插头105可包括扩音器触点110、右扬声器触点120、左扬声器触点130和模拟接地触点140。在触点110、120、130和140之间设置多个绝缘体180。如前面所提出，触点110、120、130和140可以用来作为多种其它类型的电气和数据连接。

在四脚立体声插头105上面和下面各自为上部脚壳体170和下部脚壳体172。如图2所示，下部脚壳体172包括一对附加的电气脚，例如，数据脚150和电源脚160。参照图3，对于八脚电气连接器100不同的视图，上脚壳体170包括附加的电气脚，例如，时钟脚192和数字接地脚196。

按照本发明实施例的插座200显示在图2、4和5中。插座200包括一定数量的触点以便建立与八脚电气连接器100脚的电气连接。如以上参照连接器100所描述，插座的触点可以用来为各种电气和数据与连接器100连接。作为例子，例如在图2中所示，悬挂总线时钟触点210和悬挂总线接地触点220设置在插座200前端外表面上以便在电气上配合八脚电气连接器100的触点192及196。其它的触点可以包括扩音器输入触点230、扬声器通过触点240、右扬声器触点250、悬挂总线时钟触点260、声频信号模拟接地触点270和悬挂总线接地触点280。

图4为按照本发明实施例插座的图示立体图。在插座200的其它侧面上设置一定数量的其它触点，并且可以包括，例如，如图所示，连接于连接器100脚150及160的悬挂总线电源触点215和悬挂总线接地触点220。其它触点可以包括悬挂总线电源触点265、左扬声器触点275、悬挂总线开放收集器数据触点285和扩音器通过触点295。在八脚电气连接器100的脚和插座200触点之间的电气连接和其操作对于本行业熟练人士是众所周知的。

图5为PDA的图示立体图，显示用假想线表示的PDA的外壳和阐明本发明的插座200与PDA 300综合的情况。插座200与PDA 300如此综合，使插座200的前表面245与PDA 300的外壳(以假想线显示)齐平。在PDA 300外壳上直接在上边缘248上方设置上部脚壳体接受口。下部脚壳体接受口直接设置在插座200的下边缘249以下。这些接受口容许插入八脚电气连接器100的上部及下部脚壳体170、172，如以下参照图6所示。

现在参照图2、3、5和6，八脚电气连接器100适合于配合插座200，使四脚插头105插入插座200的进口235，一直到主连接器壳体与插座200的前表面进入紧贴接触为止。当八脚电气连接器100连接于插座200时，上部脚壳体170滑过插座200前段247的上部边缘248。下部接触壳体173滑过插座200前段247的下部边缘249。如此，上部脚壳体170的脚192及196接合插座200的电气触点210及220，而八脚电气连接器100的下部脚壳体172的脚150及160接合插座200前段247下部边缘249的触点215及225。

参照图5，当八脚电气连接器100连接在插座200时，如已经描述，上部和下部脚壳体170、172插入综合在PDA 300外壳内接受口，以便脚150、160、192、196接合插座200中相应触点。有利地，上部和下部脚壳体170、172插入PDA 300的外壳以便在八脚电气连接器100的所有脚与插座200相应触点之间达到电气接触，在八脚电气连接器100及插座200及与插座200一体的相应的电子设备(例如，PDA 300)之间建立起牢固的配合。

在图6中的插图显示PDA 300剖开的截面以便阐明四脚插头105和上部及下部脚壳体170及172插入PDA 300(在图6中未显示插座200)。上部和下部脚壳体170及172插入PDA 300内部，使八脚电气连接器100达到与综合在PDA 300内的插座200牢固的连接。与显示在图1中传统工艺连接器形成对比，由于与异物接触或者由于相对于PDA 300的八脚电气连接器100及电线的质量在八脚电气连接器100上产生的应力，对于八脚电气连接器100和插座200触点之间的电气连接只造成很小的应力。上部和下部脚壳体170及172插入PDA300外壳可保证作用在八脚电气连接器100和插座200之间的震动和应力不致指向其电气接触，而只指向八脚电气连接器100和PDA 300的壳体，这些壳体较为坚固并且不易被施加在其部件上的应力所损坏。

此外，由于在上部和下部壳体内设置连接器100附加的四脚触点，八脚电气连接器100的总体尺寸和形状相对于传统工艺连接器(诸如在图1中显示的连接器)可以尽量减小。如图6所显示，电线190设置在八脚电气连接器100的上部表面。如果电子设备300是PDA、无线电话或其它可以携带在衬衣口袋中或连接在皮带上等位置的声频输出设备，这样的方位是有利的，在这样情况中电线190向上的方位可以减少综合在设备300中八脚电气连接器100和插座200之间连接处的附加应力。

图7-1和7-2为连接器100和插座200的立体图，它们显示保证连接器100只能在正确的方位上与插座200配合的对准特征。如在图7-1中可见，对准或键形特征702和704从上部脚壳体170延伸，其延伸方向一般趋向下部脚壳体172。为将四脚立体声插头105插入插座200的进口235足够地深入，以便如以上所述在上部和下部脚壳体上的脚能够接触插座200的电气触点，对准特征702和704必须配合形成在插座前段247的对准凹槽706和708。这可以防止连接器100上的脚接合插座200中错误的触点，从而防止对电气部件潜在的损坏。

图8-1、8-2和9为按照本发明可替代实施例的连接器750和插座800的立体图。除去包括在连接器750和插座800上的对准或键形特征以保证连接器相对于插座有正确的方位并且为连接器和插座设计提供减小的或更细小的外形以外，连接器750和插座800与以上所描述的连接器100和插座200具有相同的特征。连接器750包括上部脚壳体770和下部脚壳体772。如同连接器100的上部脚壳体，连接器750的上部脚壳体770支承脚192和196。同样地，如同连接器100的下部脚壳体，连接器750的下部脚壳体支承脚150和160。不过，不论上部脚壳体770还是下部脚壳体772均不包括用于保证连接器750以正确方位接合插座800的对准特征(即图7-1中显示的对准特征702和704)。作为替代，从主连接器壳体的前表面141突出对准特征或键形件752。

在某些实施例中，对准特征752从主连接器前表面邻近立体声插头105处突出。如此，对准特征752从前表面141朝离开前表面方向延伸，该方向基本上平行于立体声插头105突出的纵向轴线754。在某些实施例中，对准特征752位于立体声插头105和电气触点脚192及196之间。换言之，该对准特征也从立体声插头延伸沿主连接器壳体前表面141的纵向离开。通过在连接器750前表面141的中心部分邻近插头105处形成对准特征，连接器可以制成比传统工艺的八脚连接器更显著地狭窄。此外，已经发现连接器750的设计容许使其大约比本发明的连接器100甚至更狭30％。

除去可以在前表面141上在上部脚壳体770和下部脚壳体772之间不同位置上设置以外，对准特征或键形件752可以用几种不同材料制成。例如，如果需要，对准特征或键形件752可以是金属对准特征。在这些实施例中，如果需要，对准特征或键形件752可以整体地与插头105的电气触点之一一起形成。例如，如果需要，对准特征或键形件752可以整体地与模拟接地触点140一起形成。在其它实施例中，对准特征752由诸如塑料的绝缘材料制成。在这些实施例中，如果需要，对准特征752可以整体地与最接近前表面141形成的绝缘体一起形成。

如在图8-2和9中可见，按照本发明这些可替代的实施例中插座800包括其中形成进口235的前表面。为保证连接器750的脚150、160、192和196接合插座800中触点210、215、220和225中正确的脚，前表面845也包括毗邻进口235形成的对准凹槽850。当连接器750与插座800配合时，如果对准特征752的位置使其进入对准凹槽850，插头105可以只插入进口235，其深度足够使连接器750的脚接合插座800的触点。在实施例一个例子中，当插座200可以有宽度约为5.7mm，插座800将需要宽度仅约4mm。这使连接器750和插座800可以在诸如手机之类较精巧的电子产品上使用。除去容许连接器750和插座800相对与连接器100和插座200以及传统工艺中八脚连接器和插座更加精巧以外，在连接器750和插座800上的对准特征形状提供更加结实的防止旋转功能。

在图10中的插图显示PDA 900(或其他电子设备)剖开的截面，其中显示四脚插头105和上部及下部脚壳体770及772插入PDA 900的情况(在图10中未显示插座800)。上部及下部脚壳体770及772如此插入PDA 900内部，使八脚电气连接器750达到与综合在PDA 900内部的插座800牢固的连接。对准特征752既保证连接器750插入上部及下部脚壳体中正确方位，又协助防止连接器750相对于PDA 900的旋转。这进而又防止对于连接器750脚和插座800触点的损坏。

图11为包括插座200的PDA 300和包括插座800的PDA 900的侧视图。如在图11中概略地显示，包括对准凹槽850的插座800具有的宽度(由箭头902表示)显著地小于包括对准凹槽706及708的插座200相应宽度(用箭头904表示)。又说明，与传统工艺八脚电气连接器和插座相比，这对于插座800提供机会可以与甚至更加精巧的电子设备一起使用。

图12为按照本发明实施例的小型连接器插头和小型USB连接器插座的立体图。在图12中阐明的USB连接器插头500包括连接于插头主体505的印刷电路板510。在插头主体505前表面上为用于从和向电子设备(诸如PDA 300)传递数据的小型USB插头530。在USB连接器插头500附近为对准标杆525。锁销540设置在对准标杆525的上表面。对准标杆导轨550形成在对准标杆525的内侧面以便引导对准标杆525进入对准标杆口590。在对准标杆525的两侧为电源触点530。

在USB连接器插头500的对面是USB插座555。USB插座555包括用来接纳USB连接插头520的USB连接插头口565和用来接纳对准标杆525的对准标杆口590。一对电气触点595及596形成在对准标杆口590的两侧以便接合形成在对准标杆525两侧的电源触点530。对准标杆口590内部是用于当USB插头500连接于USB插座555时接合锁销540的锁销掣子。带有电源插座口580单独的电源插座575设置在对准标杆口590附近以便连接单独的电源触点到电子设备(其中综合USB插座组件555)上。

如图12所显示，对准标杆525具有比USB插头520更大的长度，使对准标杆525在USB连接插头520接合USB连接器插头口565以前就已接合对准标杆口590。这样的配置使对准标杆525在连接器插头520进入连接器插头口565以前，就把插头组件505放置在正确的方位上。对于本行业熟练人士众所周知，小型连接器插头，诸如小型连接器插头520是脆弱的，并且如果在插头连接于相应接口时不能保持连接器插头正确对准连接器插头口时则将损坏。

有利地，采用本发明改进的USB连接器可以使通过连接器插头的数据传输，在传送电源以外，如图12所示，仅利用一个连接器组件。如此，可以消除连接单独的电源电线和插头到电源插座575的需要。此外，采用对准标杆525和锁销540可保证在连接器插头和相应插座之间牢靠的连接。

显然对于本行业熟练人士在本发明中可以作出各种变型和变化而不致偏离本发明的范围和精神。在仔细考虑在此披露的本发明说明书和实例以后本行业熟练人士还可以得出其它本发明的实施例。

Claims (11)

1.一种改进的电气连接器，包括：

主连接器壳体；

立体声插头，从主连接器壳体前表面突出，所述立体声插头包括：多个沿立体声插头纵向轴线隔开的电气触点；和多个沿立体声插头纵向轴线隔开的绝缘体，各绝缘体电气上隔开相邻的电气触点；

第一对电气接触脚，由主连接器壳体支承在立体声插头第一侧面上；

第二对电气接触脚，由主连接器壳体支承在立体声插头第一侧面对面的立体声插头第二侧面上；以及

对准键形件，位于立体声插头和第一及第二对电气接触脚之一之间，所述对准键形件从主连接器壳体前表面邻近立体声插头处、沿平行于立体声插头沿其突出的纵向轴线的方向突出。

2.如权利要求1所述的电气连接器，其特征在于，对准键形件与立体声插头中的多个绝缘体之一整体地形成。

3.如权利要求1所述的电气连接器，其特征在于，对准键形件与立体声插头中的多个电气接触点之一整体地形成。

4.如权利要求1所述的电气连接器，其特征在于，主连接器壳体还包括：

上部脚壳体，其具有外表面和内表面，外表面与主连接器壳体的表面一起形成连续表面，第一对电气接触脚设置在上部脚壳体的内表面上；

下部脚壳体，其对于上部脚壳体隔开距离设置，下部脚壳体具有外表面和内表面，外表面与主连接器壳体的表面一起形成连续表面，内表面面向上部脚壳体的内表面，第二对电气接触脚设置在下部脚壳体的内表面上；和

其中，立体声插头从主连接器壳体前表面、在下部脚壳体内表面和上部脚壳体内表面之间突出。

5.如权利要求4所述的电气连接器，其特征在于，电气连接器适合于连接到插座，其中立体声插头适合于连接地插入插座的插头口内，并且其中，上部脚壳体和下部脚壳体适合于连接地接合插座的插头口壳体前段。

6.如权利要求5所述的电气连接器，其特征在于，立体声插头包括多个电气接触脚，以便接合设置在插座的插头口内表面上的相应多个电气触点。

7.如权利要求6所述的电气连接器，其特征在于，立体声插头的多个电气接触脚包括：

扩音器触点；

右扬声器触点；

左扬声器触点；

模拟接地触点。

8.如权利要求6所述的电气连接器，其特征在于，第一对电气接触脚接合设置在插座的插头口壳体前段上表面的一对相应电气触点。

9.如权利要求8所述的电气连接器，其特征在于，第二对电气接触脚接合设置在插座的插头口壳体前段下表面的一对相应电气触点。

10.如权利要求9所述的电气连接器，其特征在于，

其中插座安装在电子设备的外壳上，使插座前段的前表面与电子设备外壳的外表面齐平；

其中上部脚壳体接受口直接设置在插座前段上部表面上方的外壳内；

其中下部脚壳体接受口直接设置在插座前段下部表面下方的外壳内；和

其中，当电气连接器连接于插座时，上部脚壳体插入上部壳体接受口而下部脚壳体插入下部壳体接受口，使电气连接器配合电子设备的外壳。

11.一种包括权利要求10所述的电气连接器的电子设备。

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