CN102646906A

CN102646906A - 用于多接口连接标准的连接器

Info

Publication number: CN102646906A
Application number: CN2012100674908A
Authority: CN
Inventors: 马丁·库斯特
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2012-08-22
Also published as: US8523610B2; MX2012001303A; CA2766363A1; AU2012200498A1; US20120196483A1; TW201242191A

Abstract

本发明涉及用于多接口连接标准的连接器。具体地描述了一种连接器，其具有：基板；与基板电联接的第一接口连接端子组；与基板电联接的第二接口连接端子组；与基板电联接的第三接口连接端子组；与基板联接并且包围第一接口连接端子组、第二接口连接端子组和第三接口连接端子组的至少一部分的壳体；以及与壳体和基板联接的罩；其中，第一接口连接端子组和第二接口连接端子组被配置成支持接口在机械上不同的至少两种接口连接标准。

Description

用于多接口连接标准的连接器

相关申请的交叉引用

本申请与2011年1月31日提交的、美国临时申请序列号为No.61/438140、发明名称为“UNIVERSAL USB 1，2，3，ESATA I，II，III CONNECTOR”的美国临时申请相关，并要求其优先权。通过引用将该申请的全部内容并入本申请。

技术领域

本发明涉及一种移动存储装置及类似物。

背景技术

通用串行总线(“USB”)和外部串行高级技术附件(“eSATA”)是两种常用的连接器标准。这两种标准中的每一种自它们产生以来都已经历了快速的发展。

规定USB连接设计的USB标准自其最早于1994年发布以来已经经历了多次修改。最先被广泛采用的版本是USB 1.1，其规定的数据速率为1.5Mbit/s(“低带宽”)和12Mbit/s(“全带宽”)。USB 1.1于2000年被USB 2.0取代。USB 2.0提供了更高的最大数据传输速率，达到480Mbit/s(“高速”)。在这个版本中，USB 2.0的电缆具有四根电线：两根电源线(+5伏和接地)以及一对用于传输数据的扭绞电线。在USB 2.0以及USB 1.1的设计中，数据都是一次沿一个方向传输的(下行或上行)。

2008年，发布了一种新的USB 3.0标准。USB 3.0包括一种新的“超高速”总线，该总线提供的第四种数据传输速率为5.0Gbit/s。为了达到这种增加后的吞吐量，USB 3.0电缆共具有八根电线：两根电源线(+5伏和接地)、用于传输非超高速数据的扭绞对(允许与早期版本的USB装置的向后兼容性)以及两个用于传输超高速数据的差分对。全双工信号传输通过上述两个差分对进行。到目前为止，由于需要对支持USB 3.0标准的母板硬件进行再设计，以及需要修改操作系统以支持USB 3.0标准，所以已经放慢了对USB 3.0标准的采用。

传统上，SATA是用于连接宿主总线适配器和大容量存储装置的内部计算机总线接口。第一代SATA接口(“SATA I”)规定数据传输速率为1.5Gbit/s。第二代SATA接口(“SATA II”)规定数据传输速率为3.0Gbit/s。满足SATA规定的所有SATA数据电缆的数据传输速率为额定3.0Gbit/s。2009年，发布了第三代SATA接口(“SATA III”)，其规定峰值吞吐量为6.0Gbit/s。SATA III标准向后兼容SATA II。eSATA于2004年标准化，并提供用于外部连接的SATA协议的变体。在eSATA的每种版本中(“eSATA I”、“eSATA II”、“eSATA III”)，硬接线包括两个差分电线对，以及附加的三根接地线。由于eSATA使用与计算机的内部硬盘驱动器相同的ATA协议，所以不需要桥接芯片来将计算机的内部ATA协议转换成例如USB的其它协议。然而，虽然大多数计算机内部使用SATA标准，但是许多计算机并不包括外部SATA连接器，相反选择了包括外部USB连接器。

由于eSATA连接器至今还未广泛应用，因此希望提供在SATA I、II、III标准之间能够包括全面的向后和向前兼容性的eSATA连接器，以及组合在USB2.0和3.0标准之间能够包括全面的向后和向前兼容性的USB连接器。

发明内容

本发明的实施例可以包括一种连接器，该连接器具有基板、与基板电联接的第一接口连接端子组、与基板电联接的第二接口连接端子组、与基板电联接的第三接口连接端子组、与基板联接且包围第一接口连接端子组、第二接口连接端子组和第三接口连接端子组的至少一部分的壳体，以及与壳体和基板联接的罩，其中第一接口连接端子组和第二接口连接端子组被配置用于支持接口在机械上不同的至少两种接口连接标准。在某些实施例中，该罩是金属的。

在一些实施例中，第一接口连接端子组包括多个连接指状物。第二接口连接端子组可以包括多个簧片。在某些实施例中，基板包括多个孔，其中第二接口连接端子组的多个簧片中的每个簧片都被部分地围在多个孔的每个孔中。第三接口连接端子组可以包括多个簧片。在某些实施例中，壳体包括多个槽道，其中第三接口连接端子组的多个簧片中的每个簧片都被部分地围在多个槽道的每个槽道中。

在一些实施例中，在壳体的下表面和基板的元件表面之间设置有凹口。该基板还可以与至少一个控制器电联接。该控制器可以至少局部被壳体包围，和/或可以位于定位在壳体的下表面和基板的元件表面之间的凹口内。

附图说明

图1是根据本发明的某些实施例的连接器的前向透视图；

图2是图1中的连接器的后向透视图；

图3是图1中的连接器的分解后的前向透视图；

图4是将罩移除后的图1中的连接器的前向透视图；

图5是将罩、壳体和第三接口连接器移除后的图1中的连接器的前向透视图；

图6是图1中的连接器的第二接口连接端子组的前向透视图；

图7是图1中的连接器的第三接口连接端子组的前向透视图；

图8是图1的连接器的底部平面图；

图9是沿线9-9剖开的图1中连接器的截面图；

图10是加入控制器后的图9的连接器的截面图；

图11是根据本发明的替代实施例的连接器的前向透视图；

图12是根据本发明的替代实施例的连接器的前向透视图；

具体实施方式

本发明所描述的实施例提供了用于多个接口连接标准的连接器。虽然这些设计被详述为用于eSATA和USB标准，但是这些设计绝非局限于此。相反，这些设计的实施例可以用于联接至任意类型的串行总线连接、并行总线连接或所希望的其它连接的其它装置。

图1-12示出了具有多个接口连接标准的连接器10的实施例。在图1-12所示的实施例中，连接器10包括基板12、第一接口连接端子组14、第二接口连接端子组16、第三接口连接端子组18、壳体20和罩22。

正如图1-5和8-12中最佳示出的那样，基板12可以是印刷电路板(“PCB”)，其用于机械支撑第一接口连接端子组14、第二接口连接端子组16、第三接口连接端子组18，并将第一接口连接端子组14、第二接口连接端子组16、第三接口连接端子组18与可以安装到基板12的其它元件电连接。在某些实施例中，基板12可以包括元件表面24和连接表面26。例如振荡器、LED状态灯、分立元件之类的物件或其它合适装置可以安装至元件表面24和/或连接表面26，并电联接至元件表面24和/或连接表面26。

在某些实施例中，如图1和图3-5所示，第一接口连接端子组14可以定位成靠近基板12的端部28，并被配置为插入到使用第一接口连接标准的对应连接器中。在某些实施例中，例如图1和图3-5所示实施例中，第一接口连接端子组14可以包括多个连接指状物30。在这些实施例中，连接指状物30可以安装至或者嵌入到基板12的连接表面26中，并与基板12电联接。在某些实施例中，例如在第一接口连接标准为USB 2.0标准或者与USB 2.0标准向前兼容或向后兼容的任意其它标准的情况下，当连接器10插入到对应的USB 2.0连接器中时，连接指状物30可配置为与该对应USB 2.0连接器的电源线、接地线以及扭绞电线对(用于高速和低速数据传输)电联接。在图1和图3-5所示实施例中，第一接口连接端子组14可以包括四个连接指状物30。然而，本领域普通技术人员应该理解的是，可以与第一接口连接标准或其它合适标准联系起来使用任意合适数量和合适配置的连接指状物30。

在某些实施例中，如图1、图3-5和图9-10所示，第二接口连接端子组16可以定位成靠近基板12的端部28，且位于第一接口连接端子组14的后面和/或靠近第一接口连接端子组14，并被配置为插入到使用第二接口连接标准的对应连接器中。在一些实施例中，如在图1、图3-5和图9-10所示的实施例中，第二接口连接端子组16可包括多个触头簧片32。每一个簧片32都可由弹性材料制成，其在弯曲或受压时，能施加力以便恢复其初始的形状。本领域普通技术人员能够理解的是，簧片32可以由任意合适的材料制成，并且可以具有当连接器10插入到对应的连接器中时允许第二接口连接端子组16与对应的连接器电联接的任意合适的设计。在某些实施例中，例如第二接口连接标准为USB 3.0标准或者与USB 3.0标准向前或向后兼容的任意其它标准的情况下，当连接器10插入到对应的USB 3.0连接器中时，簧片32和连接指状物30组合起来可以一起被配置为与对应的USB 3.0连接器的电源线和接地线、扭绞电线对(用于高速和低速数据传输)、以及两个差分电线对(用于超高速数据传输)电联接。在图3和图5-6所示的实施例中，第二接口连接端子组16可以包括五个簧片32。然而，本领域普通技术人员能够理解的是，可以与第二接口连接标准或其它合适的标准联系起来使用任意合适数量和构造的簧片32。

每个簧片32还可以包括联接突出部34，如图1、4-5以及9-10中最佳示出。在一些实施例中，联接突出部34可以与簧片32一体形成。在其它实施例中，联接突出部34可以焊接至或以合适方式电联接至簧片32，以允许联接突出部34与基板12电联接。联接突出部34可以具有当连接器10插入到对应的连接器中时能够提供与对应的连接器的充分接触的任意合适的形状。所述合适的形状的例子包括但不限于三角形、L形、U形、T形、具有圆形或直线包围(rectilinear)的横截面形状的实心突出部分、或其它合适形状。

基板12可包括位于连接表面26中并与多个簧片32相邻的多个孔36。该多个孔36成形为使得当每个簧片32处于未受压位置时，每个簧片32的联接突出部34延伸穿过孔36并位于连接表面26的上方，而簧片32的主体的其余部分位于基板12中。

每个簧片32可包括延伸部38，延伸部38经由位于连接表面26上的联接点40安装至基板12，并使簧片32电联接到基板12。基板12可包括用于每个簧片32的分开的联接点40。在如附图3、5-6以及9-10所示的一些实施例中，延伸部38可具有U形结构，其成形为在孔36的上方以及在基板12的一部分的上方延伸，然后回到基板12的连接表面26与联接点40相邻。延伸部38的端部42可以焊接至或以合适方式电联接至联接点40，以允许每个联接突出部34与对应的联接点40电连接。

联接点40可以安装至或嵌入基板12的连接表面26并与基板12电联接。在这些实施例中，联接点40可以位于孔36的后面和/或与孔36相邻。在其它实施例中，联接点40可以安装至或嵌入元件表面24，而连接指状物30可以安装至或嵌入连接表面26，或反之亦可。本领域普通技术人员能够理解的是，联接点40可以位于基板12上允许第二接口连接端子组16与基板12电联接的任意合适位置处。

在某些实施例中，当连接器10插入到对应的连接器(未示出)中时，对应的连接器压靠联接突出部34，这反过来向簧片32施加压力。当簧片32由对应的连接器挤压时，每个簧片32的簧片加载设计随后会在连接器10插入到对应的连接器内时施加力，从而在对应的连接器与每个联接突出部34之间建立牢固的电联接。

壳体20邻近端部28联接至基板12。罩可以由合成材料、塑料材料或其它合适材料制成。壳体20可包括前壁44和侧壁46，其中前壁44和侧壁46结合以形成U形框架，该框架基本上包围端部28的前表面48和侧表面50的至少一部分。在某些实施例中，侧壁46可具有与侧表面50基本上相同的高度，或者可具有比侧表面50更高的高度，而前壁44可具有与前表面48基本上相同的高度，或者可具有比前表面48更高的高度。在图3-4和9-10所示的实施例中，前壁44和侧壁46的上边缘52与连接表面26大致对齐。在这些实施例中，前壁44和侧壁46的下边缘54延伸至前表面48和侧表面50的下方。

如图1-4和9-10所示，后壁56可以联接至侧壁46的上边缘52的一部分。后壁56可被配置为在孔36的后面和/或与孔36相邻地在连接表面26上延伸。上平台58可与后壁56的前表面59的一部分联接，其中上平台58在基板12的端部28的上方延伸，但与端部28间隔以后壁56的高度。

在某些实施例中，如图1、3-4、7以及9-10所示，第三接口连接端子组18可定位成靠近上平台58的内表面60，并且被配置为插入到使用第三接口连接标准的对应连接器中。在某些实施例中，例如图1、3-4、7以及9-10所示的实施例中，第三接口连接端子组18可包括多个触头62。在某些实施例中，例如第三接口连接标准为eSATA I、eSATA II、eSATA III，或与前述任意eSATA标准向前或向后兼容的任意其它标准的情形中，触头62可以安装或嵌入至上平台58的内表面60，并且配置为当连接器10插入到对应的eSATA连接器中时与对应的eSATA连接器的所述两个差分电线对、以及附加的三根接地线电联接。在如图1、3和7所示的实施例中，第三接口连接端子组18包括七个触头62。然而，本领域技术人员能够理解的是，可以与第三接口连接标准或其它合适的连接标准联系起来使用任意合适数量和结构的触头62。

每个触头62可包括主体64和簧片66，如图3和图7中最佳示出。每个簧片32可以由弹性材料构成，当弯曲或受压时，其施加力以恢复至其初始的形状。本领域普通技术人员能够理解的是，簧片32可以由任意合适材料制成，并且可以具有当连接器10插入到对应的连接器中时允许第三接口连接端子组18与对应的连接器电联接的任意合适的设计。在某些实施例中，如图1和图4所示，每个触头62的主体64可定位在位于上平台58的内表面60上的对应槽道68中，使得内表面60包括多个槽道68。主体64在邻近槽道68的前边缘70处与簧片66联接。在某些实施例中，槽道68成形为使得簧片66与主体64并排位于槽道68中。

每个簧片66还可包括联接突出部72，如图1、4、9-10中最佳示出。在某些实施例中，联接突出部72可以与簧片66一体形成。在其它实施例中，联接突出部72可以焊接或以合适方式电联接至簧片66，以使联接突出部72与基板12电联接。联接突出部72可以具有当连接器10插入到对应的连接器中时能够提供与对应的连接器充分接触的任意合适的形状。该合适形状的例子包括但不限于三角形、L形、U形、T形、具有圆形或直线包围的横截面形状的实心突出部分、或其它合适形状。

槽道68可以成形为使得当每个簧片66处于未受压位置时，每个簧片66的联接突出部72延伸穿过槽道68，并位于内表面60的下方，而簧片66的其它部分则位于槽道68中。

每个主体64可包括延伸部74，延伸部74经由位于连接表面26上的联接点76安装至基板12上，并使簧片66电联接到基板12。基板12可包括用于每个簧片66的分开的联接点76，如图2中最佳所示。在一些实施例中，如图3和图7所示，延伸部74可具有L形结构，其成形为从上平台58向下延伸，并在基板12的连接表面26的相邻于联接点76的部分的上方延伸。延伸部74的端部78可以焊接或以合适方式电联接至联接点76，以允许每个联接突出部72与对应的联接点76电连接。

联接点76可以安装至或嵌入基板12的连接表面26并与基板12电联接。在这些实施例中，联接点76可以位于孔36的后面和/或与孔36相邻，还与联接点40相邻。在其它实施例中，联接点76可以安装至或嵌入元件表面24，而连接指状物30和/或联接点40可以安装至或嵌入连接表面26，或反之亦可。本领域普通技术人员能够理解的是，联接点76可以定位于基板12上允许第三接口连接端子组18与基板12电联接的任意适当位置处。

当连接器10插入到对应的连接器(未示出)中时，对应的连接器压靠联接突出部72，这反过来又向簧片66施加压力。当簧片66被对应的连接器挤压，每个簧片66的簧片加载设计随后当连接器10插入到对应的连接器中时施加力，从而在对应的连接器与每个联接突出部72之间建立牢固的电联接。

虽然在某些实施例中，第一、第二、第三接口连接标准可以是USB 2.0标准、USB 3.0标准，和/或eSATA I、eSATA II、eSATA III(或与任意前述标准向前或向后兼容的任意其它标准)，但是本领域普通技术人员能够理解的是，这三种接口连接标准可以是实现连接器10所希望的性能的接口连接标准的任意合适的组合。

后壁56可包括孔80，孔80成形为允许延伸部38、74穿过后壁56，后壁56可另外形成簧片32、66与联接点40、76之间的屏障。

下表面82可以联接至壳体20的前壁44和侧壁46的下边缘54，从而在基板12的元件表面24和下表面82之间形成一个局部封闭的凹口84。凹口84可以提供空间，供至少一个控制器86安装至或嵌入基板12的元件表面24中，并电联接至基板12。特别地，在某些实施例中，控制器86可被设计为表面安装装置(“SMD”)部件，这使得能够容易地安装连接器，并且不需要在基板12上具有孔。通过将控制器86安置于连接器10中，连接器10的设计节省了空间，并且允许在第一接口连接端子组14、第二接口连接端子组16，和/或第三接口连接端子组18之间使用非常短的信号线，由此带来更好的信号和更高的传输速度。

罩22可以随后被联接到壳体20和基板12。所述罩可以由金属材料、合成材料、塑料材料或其它合适材料制成。罩22成形为包绕壳体20的外部形状的至少一部分。罩22的边缘88可以在壳体20的下表面82的下方结合，如图8所示。在某些实施例中，罩22包括开口90，其定位成与上平台58相邻。开口90被侧边92、前边缘94和后桥96包围。在其它实施例中，如图12所示，后桥96可以除去，以降低重量和成本。

在某些实施例中，如图1-5、8和12所示，基板12可以成形为使得端部28具有比基板12的剩余部分98更窄的宽度。因此，剩余部分98向外延伸超过壳体20的侧壁46。在这些实施例中，罩22可以包括突片100，其成形为在壳体20的侧壁46的外侧和相邻处与剩余部分98联接。

在其他实施例中，如图11所示，基板12在剩余部分98和端部28中具有相同的宽度。在这些实施例中，罩22可以包括突片102，其成形为与壳体20的侧壁46相邻地与侧表面50联接。

上文是为了说明、解释和描述本发明的实施例而提供。对这些实施例进行的进一步的修改和改变对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且可以在没有偏离本发明的范围或实质的情形下被实施。

Claims

1.一种连接器，包括：

(a)基板；

(b)与所述基板电联接的第一接口连接端子组；

(c)与所述基板电联接的第二接口连接端子组；

(d)与所述基板电联接的第三接口连接端子组；

(e)壳体，所述壳体与所述基板联接，并且包围所述第一接口连接端子组、所述第二接口连接端子组和所述第三接口连接端子组的至少一部分；以及

(f)与所述壳体和所述基板联接的罩；

其中，所述第一接口连接端子组和所述第二接口连接端子组被配置成支持接口在机械上不同的至少两种接口连接标准。

2.根据权利要求1所述的连接器，其中所述罩是金属的。

3.根据权利要求1所述的连接器，其中所述第一接口连接端子组包括多个连接指状物。

4.根据权利要求1所述的连接器，其中所述第二接口连接端子组包括多个簧片。

5.根据权利要求4所述的连接器，其中所述基板包括多个孔，其中所述第二接口连接端子组的多个簧片中的每个簧片都被部分地围在所述多个孔的每个孔中。

6.根据权利要求1所述的连接器，其中所述第三接口连接端子组包括多个簧片。

7.根据权利要求6所述的连接器，其中所述壳体包括多个槽道，其中所述第三接口连接端子组的多个簧片中的每个簧片都被部分地围在所述多个槽道的每个槽道中。

8.根据权利要求1所述的连接器中，进一步包括至少一个控制器，所述至少一个控制器与所述基板电联接，并且至少部分被所述壳体包围。

9.一种连接器，包括：

(a)基板，所述基板包括元件表面和连接表面；

(b)第一接口连接端子组，所述第一接口连接端子组与所述基板的连接表面电联接；

(c)第二接口连接端子组，所述第二接口连接端子组与所述基板的连接表面电联接；

(d)第三接口连接端子组，所述第三接口连接端子组与所述基板的连接表面电联接；

(e)壳体，所述壳体与所述基板联接，其中在所述壳体的下表面和所述基板的元件表面之间设置有凹口；

(f)至少一个控制器，所述至少一个控制器位于所述凹口内，并且与所述基板的元件表面电联接；

(g)罩，所述罩与所述壳体和所述基板联接；

10.根据权利要求9所述的连接器，其中所述罩是金属的。

11.根据权利要求9所述的连接器，其中所述第一接口连接端子组包括多个连接指状物。

12.根据权利要求9所述的连接器，其中所述第二接口连接端子组包括多个簧片。

13.根据权利要求12所述的连接器，其中所述基板的连接表面包括多个孔，其中所述第二接口连接端子组的多个簧片中的每个簧片都被部分地围在所述多个孔的每个孔中。

14.根据权利要求9所述的连接器，其中所述第三接口连接端子组包括多个簧片。

15.根据权利要求14所述的连接器，其中所述壳体包括多个槽道，其中所述第三接口连接端子组的多个簧片中的每个簧片都被部分地围在所述多个槽道的每个槽道中。

16.一种连接器，包括：

(a)基板；

(b)第一接口连接端子组，所述第一接口连接端子组包括与所述基板电联接的多个连接指状物；

(c)第二接口连接端子组，所述第二接口连接端子组包括与所述基板电联接的多个簧片；

(d)第三接口连接端子组，所述第三接口连接端子组与所述基板电联接；

(f)罩，所述罩与所述壳体和所述基板联接；

17.根据权利要求16所述的连接器，其中所述罩是金属的。

18.根据权利要求16所述的连接器，其中所述基板包括多个孔，其中所述第二接口连接端子组的多个簧片中的每个簧片都被部分地围在所述多个孔的每个孔中。

19.根据权利要求16所述的连接器，其中所述第三接口连接端子组包括多个簧片。

20.根据权利要求19所述的连接器，其中所述壳体包括多个槽道，其中所述第三接口连接端子组的多个簧片中的每个簧片都被部分地围在所述多个槽道的每个槽道中。

21.根据权利要求16所述的连接器，进一步包括至少一个控制器，所述至少一个控制器与所述基板电联接，并且至少部分地被所述壳体包围。