CN101577379B

CN101577379B - 电连接器组件

Info

Publication number: CN101577379B
Application number: CN2009101390371A
Authority: CN
Inventors: 杰利·吴
Original assignee: Foxconn Kunshan Computer Connector Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Foxconn Kunshan Computer Connector Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2009-05-06
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2029-05-06
Also published as: CN102760987A; CN101577379A; CN102760987B

Abstract

一种电连接器组件，其包括具有若干收容槽的绝缘本体、若干第一端子、基板及线缆，所述第一端子通过嵌埋成型的方式嵌入所述绝缘本体，所述电连接器组件还包括具有通过嵌埋成型的方式嵌入的若干第二端子的一端子模块，所述端子模块组装至所述绝缘本体，所述第二端子插入收容在所述绝缘本体的对应收容槽中且与所述第一端子位于绝缘本体的同一对接面上，所述基板夹置于第一端子和第二端子的安装在基板两个相对表面上的尾部之间，所述线缆还包括连接至基板而与第一端子和第二端子电性连接的第一导线和第二导线。

Description

电连接器组件

【技术领域】

本发明有关一种电连接器组件，尤指一种能够兼容USB2.0标准连接器的电连接器组件。

【背景技术】

通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口作为一种标准的输入/输出接口，已被广泛应用于众多电子设备的设计中。世界著名的计算机和通信公司联合成立了USB协会(USB-IF)，初步设立USB接口规范。USB可以用来连接外围设备：如鼠标、键盘、电子记事本、游戏手柄、控制杆、扫描仪、数码相机、打印机、外部存储设备、网络内存等等。对于许多诸如扫描仪和数码相机等装置来说，USB已经成为了标准的连接方式。

从2006年起使用的USB2.0版本是在2000年4月发表并在2001年末被USB协会所采用的。在此之前，常用的是USB0.9、USB1.0、USB1.1版本，USB的不同版本之间存在兼容性。

USB支持3种数据传输速率：(1)主要用在人机接口装置(如：键盘、鼠标及控制杆)中的低达1.5兆比特每秒的低速模式传输速率(2)高达12兆比特每秒的全速模式传输速率，在USB2.0标准之前，该速率为最快的传输速率，并且许多装置的传输速率都低于该传输速率，全速模式传输速率将USB带宽以先到先传的原则区分开，几个等时装置占用完带宽的情况也很常见，所有的USB转发器都支持全速模式传输速率。(3)高达480兆比特每秒(60兆字节每秒)的高速模式传输速率，虽然高速装置一般都指的为USB2.0，并且公告速度可以高达480兆比特每秒，但是并不是所有的USB2.0装置都是高速的。高速USB装置的传输速率通常只有理论值(60兆字节每秒)的一半，其中大多数的高速USB装置的在更低的传输速率(通常为3兆字节每秒，有时也可达到10-20兆字节每秒)下工作。对一些装置来说20兆字节每秒的数据传输速率是足够的，但并不适合所有的装置。然而，在音频或视频信号的传输中，传输速度往往高达几百兆字节，甚至是1GB or 2GB(1G＝1000兆比特)，所以上述所提到传输速率是不能满足要求的。因此，需要提出更快的连续带宽界面以达到上述要求。例如：PCI-E(传输速率可达2.5G每秒)及SATA接口(传输速率可达1.5G至3.0G每秒)的传输速率以明显超过USB2.0接口。

从电子学角度来看，上述非USB连接器的高速传输速率需要被应用于更广泛的环境下。然而，这些非USB连接器标准却没有USB连接器标准那样应用广泛，许多便携式装置上都安装了USB连接器而不是非USB连接器。一个重要的原因就是这些非USB连接器比现有的USB连接器包含有更多的信号针脚并且体积较大。例如当PCI-E接口被用于提供如此高的传输速率的话，26个针脚和更宽的卡式结构就限制了快存卡的使用。SATA接口则需使用两个连接器：一个用于信号传输的7针脚连接器和另外一个用于电源传输的15针脚连接器。由于这些缺点，SATA接口更多的使用于内部存储而不是外部设备上。

现有的USB连接器尺寸小但传输速率低，而其他的非USB连接器(例如：PCI-E接口和SATA接口)传输速率高但尺寸较大。上述两种连接器都不能满足现代高速、小型电气装置和外围设备的要求。所以有必要提供一种尺寸小、传输速率高的电连接器。于2006年4月4日公告的美国专利公告第7021971号(以下简称971“专利”)揭示了一种符合这样要求的电连接器。下面是对该连接器的详细描述。

从971专利的说明书及其图4A-6H中，我们可以发现971专利延长了现行USB插头和插座连接器的长度并延长了现行USB连接器的收容腔的厚度以用来容纳增加的端子；或者为了在插头连接器的舌板反面和插座连接器的相应部位增加端子，在最高的插座舌板下增加一个低位的舌板，因此四个USB端子可以被置于高的舌板上而增加的端子可以容置于插座连接器的低位舌板上。和标准的A型USB插座连接器相比，该插座连接器拥有高低两个舌板所以比A型USB的厚度要厚。

如971专利中图4C、4D、5C、5D、6C和6D所示，增加了8个端子。这8个附加的端子和4个USB端子全部或部分的应用于PCI-E、SATA、IEEE1394界面。能够使USB插头和插座连接器传输PCI-E、SATA、IEEE1394的信号是971专利所主要解决的问题。为了解决这个问题，最少要增加8个端子。在现行的USB连接器上增加8个端子并不是件容易的事。可能971专利中的实施例是增加这么多端子的一种不错的选择。正如我们上面所讨论的，插座连接器拥有两个舌板或者插头和插座连接器都增加长度的方法对于便携性和小尺寸的观点来说是不完美的。

【发明内容】

本发明的目的就是提供一种低构形、成本较低的电连接器组件。

为了实现上述目的，本发明采取如下方案：一种电连接器组件，其包括具有若干收容槽的绝缘本体、若干第一端子、基板及线缆，所述第一端子通过嵌埋成型的方式嵌入所述绝缘本体，所述电连接器组件还包括具有通过嵌埋成型的方式嵌入的若干第二端子的一端子模块，所述端子模块组装至所述绝缘本体，所述第二端子插入收容在所述绝缘本体的对应收容槽中且与所述第一端子位于绝缘本体的同一对接面上，所述基板夹置于第一端子和第二端子的安装在基板两个相对表面上的尾部之间，所述线缆还包括连接至基板而与第一端子和第二端子电性连接的第一导线和第二导线。

与现有技术相比，本发明有如下有益效果：通过在所述电连接器中设置插入件降低所述电连接器组件的成本。

【附图说明】

图1是本发明电连接器组件的立体分解图。

图2是图1所示电连接器组件另一视角的视图。

图3-7是图1-2所示电连接器组件的部分立体组合图。

图8是图1所示电连接器组件的立体组装图。

图9-11是图8所示电连接器组件沿线A-A、B-B及C-C的剖视图。

【具体实施方式】

下文描述本发明的内容中提及的标准USB连接器、插头和信号是指于2002年12月公布的最终方案2.0版中描述的标准USB连接器、插头和信号，请一并参考。USB支持主机同时和接近主机的各式各样的外围设备之间的数据传输。USB支持外围设备在主机和其它外围设备运转时连接、安装、应用和拔除，这个我们称之为热插拔。

请参照图1至图2所示，本发明电连接器组件100是一个USB插头电连接器组件，其包括绝缘本体2、组装于绝缘本体2的插入件9，分别收容于绝缘本体2及插入件9中的第一端子3和第二端子4，及包围于绝缘本体2和第一端子3、第二端子4外的金属壳体7，所述绝缘本体2包括绝缘基部21及自绝缘基部21向前延伸的绝缘舌部22。另外，所述电连接器组件100还包括具有第一导线51和第二导线52的线缆5及前端与端子3、4电性连接且后端与导线51、52电性连接的基板8。

为了提高电连接器组件100的整体强度，在绝缘本体2的后部、金属壳体7、基板8及线缆5外包覆成型了一包覆体6，在本实施例中，绝缘本体2和插入件9分别作为第一、第二本体2、9，使用时，使用者可以握住包覆体6，进而该电连接器组件100插入对接电连接器(未图示)内。

请参照图1至图3所示，绝缘本体2的基部21及舌部22是一体成型的，基部21包括用来与金属壳体7连接的前端连接部211及将基板8与端子3、4约束的挡止部212。连接部211的上表面且靠近前端面的位置设有若干与金属壳体7相配合的凹陷部2110，其中挡止部212为U形且包括一对沿着连接部211相对的两侧向后延伸形成侧壁2121，挡止块212形成一用来暴露端子3、4尾部并收容基板8的挡止空间2122。每一个侧壁2121上设有一沿着其内表面向外凹陷形成的用来导引基板8安装到挡止空间2122中的导引槽2123。连接部211上设有一自其后表面向前凹陷形成的与挡止空间2122相通的收容空间2115。因此，连接部211分成上平板2116和下平板2117，下平板2117贯通形成四个第一通道2111，并且在连接部211上设有5个与收容空间2115相通的第二通道2112，其中第一通道2111要比第二通道2112更宽。

舌部22上设有一低于基部21上表面的第一支持面221和一与基部21下表面的共面的第二支持面222。所述第一支持面221和第二支持面222同时界定为对接面。所述第一支持面221凹设有四个第一收容槽223和五个第二收容槽224，这四个第一收容槽223和五个第二收容槽224分别排成一排，与第一收容槽223位于前排且与第一通道2111垂直相通，第二收容槽224位与后排且与第二通道2112沿前后方向对齐。朝向第二支持面222向下凹陷形成与第一收容槽223相通的四个更深的前端凹槽225，自舌部22的前端面向内凹陷形成了与前端凹槽225相通的且比凹槽225更宽的四个狭槽2250。

请参照图1至图2并结合图3至图7所示，第一端子3具有四根且分别标号为31、32、33、34，当成型绝缘本体2时第一端子3即嵌埋成型(Insert Molding)于绝缘本体2中，这样，绝缘本体2具有更好的强度且装配时间降低。每个第一端子3包括收容在第一通道2111中的主体部35、暴露于挡止空间2122中的向后弯曲的尾部350、嵌入第一通道223中且与第一支持面221共面的对接部36、连接主体部35和对接部36且嵌入舌部22上的垂直连接部37及嵌入前端狭槽2250里以防止对接部36向上发生形变的L形的末梢部360。四个第一端子3并行排列，且其对接部36没有弹性。主体部35与对接部36平行且比对接部36要长。

附加的第二端子4包括两对差分信号端子41及一根接地端子42。所述两对差分信号端子41中，其中一对差分信号端子用于输出高速信号而另一对差分信号端子用于接受高速信号。所述接地端子42位于两对差分信号端子41之间，用以降低差分信号端子41在传输信号时产生串扰。每个第二端子4包括一中部呈L形的固持部44、一沿着固持部44的前端向前延伸形成的弹性对接部43及一沿着固持部44的后部向后延伸形成的尾部45，其中弹性对接部43向上弯曲形成弹性对接端430，尾部45向下弯曲形成连接末端450。

第二端子4嵌埋成型(Insert Molding)于插入件9中而形成一端子模块，此时固持部44干涉嵌入插入件9中，对接部43及尾部45分别暴露插入件9的前表面和后表面之外，接着插入件9和第二端子4一起沿自后向前方向安装到绝缘本体2中。

插入件9收容在收容空间2115中，同时设置在插入件9上的凸肋91抵接于收容空间2115的内表面以增加了插入件9和绝缘本体2之间的固持效果。对接部43收容在第二收容槽224中，其中对接端430暴露于舌部22的第一支持面221之外。尾部45暴露在挡止空间2122中且位于第一端子3尾部350的上方排成一行。因此，差分信号端子41和接地端子42沿着前后方向并列排列。

与附加第二端子4的对接部43相比，四个第一端子31、32、33及34的对接部36在前后方向上占据了绝缘舌部22的大部分长度。同时，第二端子4的尾部45在垂直方向上偏离第一端子31、32、33及34的尾部350。尾部45位于第一端子31、32、33及34的尾部350的下方以防止电路短路。除此之外，每个对接部43呈悬臂状地收容在第二通道224中，并且向上突出于第一支持面221中，这样使得对接部43具有弹性，并且当与相应的USB插座连接器(未图示)的端子对接的时候可变形。第二端子4的对接部43和第一端子3的对接部36在前后方向上是间隔排列的。

该电连接器组件100可兼容现有技术中的USB插座电连接器，舌部22的尺寸与标准USB插头连接器的舌部尺寸大体相同，但允许有一定的误差。也就是说，舌部22的长度、宽度及高度均与标准USB插头连接器尺寸大致相同，所述四个第一端子31，32，33，34的排布也与标准USB插头电连接器的端子排列相同，以便能传输USB信号。

具体地讲，即四个第一端子31，32，33，34分别为电源端子、负信号端子(D-)、正信号端子(D+)及接地端子(GND)。所以现在从每个第一端子分配的角度来说，这四个端子分别称作为电源端子31、负信号端子32、正信号端子33及接地端子34。

请参照图1至图2并结合图9至11所示，金属壳体7包括第一壳体71及与第一壳体71组装以形成整个金属壳体7的第二壳体72。第一壳体71包括一位于前端且呈管状的对接框710和位于后部且呈U形的固持部712，所述固持部712具有相对设置的侧壁7120，其中侧壁7120上分别设有一对自侧壁7120向外弯曲形成的用来与第二壳体72上的固定孔7220相配合的凸块7121，这样即可将第一壳体71和第二壳体72固定在一起。对接框710的上、下表面分别设有一对矩形通孔7101，并且在上表面靠近固持部712的地方设有锁扣孔7102。第二壳体72安装到第一壳体71的固持部722上形成了一N形的前端固持部722和一用来包裹电缆5以实现应力释放的裹线部721。在固持部722的两个侧面各自形成了一对固定孔7220，且自固持部722上表面的前端弯曲形成了用来与第一壳体71上的锁扣孔7102相锁扣的弯曲的凸出部7221。在金属壳体7安装到绝缘本体2、端子3，4及基板8上之后，金属壳体7的对接框710与舌部22上除了第一支持面221外的其它三个面相接触。因此，通过对接框710和第一支持面221共同形成收容腔101。第一端子3的对接部36和第二端子4的对接部43都暴露在收容腔101中，用来与对接连接器的相应端子相对接。金属壳体7和舌部22的排列方式也能够兼容现有的USB插座标准。

在本实施例中，第一端子3都由金属片冲压而成且互相间隔。在其它实施例中，第一端子31、32、33及34可以是在印刷电路板上形成的导电片，此时该电路板设置在舌部22的第一支持面221上。在现有技术中，这两种端子的制程方式都是可行的。

基板8是具有一定厚度的平板，在本实施例中，基板8为一印刷电路板。在基板8的上表面的前后端分别设有用来与第二端子4相焊接的5个第一端子连接片82及5个第一导线连接片84，在基板8的下表面86的前后端分别形成用来与第一端子3相焊接的4个第二端子连接片81及4个第二导线连接片83。

线缆5包括四个第一导线51和一对第二导线52，所述第一导线51设置于底排且焊接到基板8的四个第二导线连接片83上以达到线缆5与第一端子3的电性连接，所述第二导线52设置在上排且焊接到五个第一导线连接片84上以达到线缆5与第二端子4之间的电性连接。请参照图1至图11所示，每个第一导线51包括一焊接到第二导线连接片83上的芯线510和一包覆芯线510的绝缘外被512。

请参照图1至图2所示，第二导线52包括两个导线组520，每一导线组520包括与第一导线51结构相同的信号线521、位于信号线521附近的接地导体522、包覆信号线521和接地导体522的绝缘层523。信号线521形成一对差分信号以降低信号之间的串音，信号线521焊接到四个第二线连接片上84上，同时一对接地导体522焊接到中间更宽的第一导线连接片84上。金属壳体7同时装配到绝缘本体2、端子3，4、基板8及线缆5上，接着包覆体6在金属壳体7和线缆5外包覆成型。

在非USB连接器标准中，两对差分信号端子41传输不同的单向信号，其中一对差分信号端子用于输出高速信号而另一对差分信号端子用于接受高速信号。

请参照图1至图2并结合图6至图9所示，本实施例中共包含有五个附加第二端子4，其中这五个附加第二端子共包括两对差分信号端子41和设置在两对差分信号端子41中间的接地端子42。然而，在其它实施例中，附加第二端子4可以仅包括一对用来输入/输出高速信号的差分信号端子，那么接地端子就配置在一对差分信号端子的侧面。

Claims

1.一种电连接器组件，其包括具有若干收容槽的绝缘本体、若干第一端子、基板及线缆，第一端子符合USB 2.0连接器标准，且其排列与标准USB 2.0插座相一致，其特征在于：所述第一端子通过嵌埋成型的方式嵌入所述绝缘本体，所述电连接器组件还包括具有通过嵌埋成型的方式嵌入的若干第二端子的一端子模块，所述第二端子不符合USB 2.0连接器标准，所述端子模块组装至所述绝缘本体，所述第二端子插入收容在所述绝缘本体的对应收容槽中且与所述第一端子位于绝缘本体的同一对接面上，所述基板夹置于第一端子和第二端子的安装在基板两个相对表面上的尾部之间，所述线缆还包括连接至基板而与第一端子和第二端子电性连接的第一导线和第二导线。

2.如权利要求1所述的电连接器组件，其特征在于：所述绝缘本体形成一界定为挡止空间的挡止部及位于挡止空间附近的一导引槽，所述基板通过导引槽的导引作用收容在挡止空间内。

3.如权利要求2所述的电连接器组件，其特征在于：所述端子模块包括所述第二端子和与所述第二端子相结合的绝缘插入件，所述绝缘本体的对接面设有一自其后表面向前凹陷形成与挡止空间相通的收容空间，所述插入件收容于其中。

4.如权利要求3所述的电连接器组件，其特征在于：所述基板设有若干连接片，所述第一导线和第二导线分别焊接到所述连接片上以达到与所述第一端子、第二端子的电性连接。

5.如权利要求1所述的电连接器组件，其特征在于：所述电连接器还包括金属壳体，所述金属壳体包覆于绝缘本体且与绝缘本体的对接面共同形成收容腔，所述第一端子和第二端子的对接部收容于收容腔中。

6.如权利要求1所述的电连接器组件，其特征在于：第一端子包括位于所述绝缘本体对接面上的且与所述对接面共面的非弹性对接部，所述第二端子包括位于绝缘本体对接面上的且形成于非弹性对接部后方的弹性对接部。

7.如权利要求1所述的电连接器组件，其特征在于：所述绝缘本体包括绝缘基部及自绝缘基部向前延伸的绝缘舌部，所述绝缘舌部的几何形状与标准USB 2.0 A型插座电连接器大致相同。

8.如权利要求6所述的电连接器组件，其特征在于：与第二端子的弹性对接部相比，所述第一端子的非弹性对接部占据了绝缘舌部前后方向上的主要长度。

9.一种电连接器组件，包括设有舌部和对接面的第一本体、包覆所述第一本体且与所述对接面配合以形成收容腔的金属壳体、及安装到所述第一本体中且遮蔽于所述金属壳体中的第二本体，其特征在于：所述电连接器组件还包括设置于第一本体中且沿着对接面延伸且超出所述对接面之外的非弹性第一端子，收容于所述第二本体中且沿着与第一端子相对方向延伸超出所述对接面之外的弹性第二端子，第一端子不可移动的设置于第一本体中，第二端子不可移动的设置于第二本体中，第一端子具有暴露于对接面前部区域的第一接触部，第二端子具有突露于对接面后部区域的第二接触部，且第一端子符合USB 2.0连接器标准，第二端子非USB 2.0连接器架构。