CN103004035A - 外部接触插塞连接器 - Google Patents

Abstract

本公开总体上涉及连接器，诸如音频和数据连接器，特别地，涉及小外形音频连接器，其能代替当前使用的标准音频和数据连接器使用。插塞连接器具有减小的插塞长度和厚度、直观的插入取向，且在插入其对应的插座连接器和从插座连接器拔出时具有平顺协调感。插塞连接器的特征可在于在其远端的平坦末梢部、在其近端附近的基部、在该基部耦接的壳体以及多个外部接触。

Description

外部接触插塞连接器

相关申请的交叉引用

本申请主张2010年6月21日提交的题为“EXTERNALCONTACT AUDIO CONNECTOR”的美国临时专利申请No.61/357,023的权益，其通过引用合并于此以用于所有目的。

技术领域

本发明总体上涉及输入/输出电连接器，诸如音频连接器和数据连接器。

背景技术

根据插塞外径可获得三种尺寸的标准音频连接器或插塞：6.35mm（1/4"）插塞、3.5mm（1/8"）小型插塞和2.5mm（3/32"）微型插塞。插塞包括在插塞的不同部分中沿连接器的长度延伸的多个导电区域，所述不同部分诸如为末梢（tip）、套管（sleeve）以及在末梢与套管之间的一个或更多中部，所得连接器通常称为TRS（末梢、环和套管）连接器。

图1A和1B示出分别具有三个和四个导电部分的音频插塞10和20的示例。如图1A所示，插塞10包括导电末梢12、导电套管16以及通过绝缘环17和18与末梢12和套管16电隔离的导电环14。这三个导电部分12、14和16用于左和右声道以及接地连接。图1B所示的插塞20包括四个导电部分：导电末梢22、导电套管26以及两个导电环24和25，因此有时称为TRRS（末梢、环、环、套管）连接器。四个导电部分通过绝缘环27、28和29电隔离，且通常用于左和右音频信号、麦克风信号以及接地信号。从图1A和1B显见的是，音频插塞10和20中的每个都是取向不明确的。也就是说，导电部分完全环绕连接器，形成360度接触，从而连接器的插塞部分没有明显的顶部、底部和侧部。

当插塞10和20是3.5mm小型连接器时，导电套管16、26和导电环14、24、25的外径是3.5mm，连接器的插入长度是14mm。对于2.5mm微型连接器而言，导电套管的外径是2.5mm，连接器的插入长度是11mm长。这种TRS和TRRS连接器用在许多可商业购买的MP3播放器和智能电话以及其他电子设备中。诸如MP3播放器和智能电话等的电子设备一直设计为更薄和更小及/或设计为包括带屏幕的视频显示器，屏幕被外推得尽可能靠近设备的外边缘。当前的3.5mm和甚至2.5mm音频连接器的直径和长度成为使这种设备更小和更薄以及允许显示器对于给定形状因子而言更大的限制因子。

许多标准数据连接器也仅有限制使便携式电子设备更小的尺寸。此外，且与上述TRS连接器相反，许多标准数据连接器要求以单个特定取向与对应连接器配合。这种连接器可称为极化连接器。作为极化连接器的示例，图2A和2B示出微型USB连接器30，当前可获得的USB连接器中最小的连接器。连接器30包括本体32和金属壳体34，金属壳体34从本体32延伸且能插入到对应的插座连接器中。如图2A、2B所示，壳体34具有形成在其底板之一处的倾斜的拐角35。类似地，连接器30与之配合的插座连接器（未示出）的插入开口具有匹配的倾斜特征，其防止壳体34以错误方式插入到插座连接器中。也就是说，仅可以按一种方式插入，即，以壳体34的倾斜部分对准插座连接器中的匹配倾斜部分的取向插入。有时候用户难以确定何时极化连接器诸如连接器30取向在正确的插入位置上。

连接器30还包括在壳体34内的内腔38以及形成在腔内的接触36。腔38容易将碎屑收集和捕获在腔内，其有时候干扰了到接触36的信号连接。此外，除了取向问题之外，即使当连接器30适当地对准时，连接器的插入和拔出也不是精确的，会有不协调的感觉。此外，即使连接器完全插入，它也可能具有不期望程度的摇晃，这可能导致故障连接或断裂。

许多其他常用数据连接器，包括标准USB连接器、小型USB连接器、火线连接器以及与常见便携式媒体电子设备一起使用的许多专用连接器，都受到这些缺陷中的一些或全部或者类似缺陷的困扰。

发明内容

本发明的各种实施例涉及插塞连接器和插座连接器，其针对上述缺陷中的一些或全部做出了改善。本发明的另一些实施例涉及制造这种插塞和/或插座连接器以及包括这种连接器的电子设备的方法。本发明的实施例不限于任何特定类型的连接器，可用于许多应用。然而，一些实施例尤其适合于用作音频连接器，一些实施例尤其适合于数据连接器。

鉴于当前可得的音频和数据连接器的上述缺点，本发明的一些实施例涉及改善的音频和/或数据插塞连接器，其具有减小的插塞长度和厚度、直观的插入取向，且在插入其对应的插座连接器和从插座连接器拔出时具有平顺协调感。此外，根据本发明的插塞连接器的一些实施例具有代替内部接触的外部接触，且不包括易于收集和捕获碎屑的腔。接触可以在第一和第二相反主侧面之一或二者上对称地间隔开。插塞连接器可具有180度对称形状，从而它可以以两种插入取向中的任一种插入到且操作上耦接到对应的插座连接器。在一些实施例中，连接器舌片（tab）包括至少一个固位特征，例如凹口，适用于与对应的插座连接器上的固位特征例如凸起咬合。在又一些实施例中，插塞连接器包括形成在插塞连接器的侧表面或者固位特征上的一个或更多接地接触。

在一实施例中，根据本发明的插塞连接器包括金属板和电介质间隔物。金属板具有在其远端的带第一和第二相反主侧面的基本平坦的末梢部和穿过金属板形成的中央开口。电介质间隔物具有形成在金属板的开口内的基本平坦的末梢部以及形成在金属板的近端的比末梢部更厚的基部。间隔物还包括从末梢部延伸到基部的第一和第二相反外表面以及形成在第一和第二外表面中的每个处的多个狭槽。多个外部接触位于电介质间隔物中的多个狭槽内。

根据本发明另一实施例的插塞连接器包括电介质芯和多个外部接触。电介质芯具有第一和第二相反主表面以及形成在第一和第二相反主表面中的每个内的多个沟槽，沟槽对称地形成在电介质芯的左右半部上。多个接触包括位于电介质芯中的多个沟槽内的一组接触。插塞连接器具有在其远端的基本平坦的舌片部分，该多个外部接触的至少一部分承载于该舌片部分上。

根据本发明另一实施例的插塞连接器包括插塞本体和多个接触，该插塞本体具有基本平坦的舌片部分以及第一和第二相反主表面，该多个接触以180度对称关系位于该第一和第二相反表面上，从而插塞连接器可以以两种姿态中的任一种插入到对应的插座连接器中。在一些实施例中，插塞本体包括陶瓷芯且包括对应于多个接触形成在第一和第二相反表面上的多个沟槽。在另一些实施例中，插塞本体包括金属芯和形成在第一和第二相反表面上的凹陷区域，多个外部接触形成在柔性电路上，柔性电路在凹陷区域中粘附到金属芯。

为了更好地理解本发明的本质和优点，应参考附图和下面的详细说明。然而，将理解，每幅附图仅被提供来用于示范，无意作为对本发明范围的限制的定义。

附图说明

图1A和1B示出先前已知的TRS音频插塞连接器的透视图；

图2A示出先前已知的微型USB插塞连接器的透视图，图2B示出图2A所示的微型USB连接器的正视平面图；

图3是根据本发明一实施例的插塞连接器的简化透视图；

图4A是图3所示的连接器40的简化分解透视图；

图4B是沿图3所示的线A-A'截取的图3所示的连接器40的简化剖视图；

图5A是根据本发明另一实施例的插塞连接器60的简化分解透视图；

图5B是沿与图4B中的剖面相同的线A-A'截取的图5A所示的插塞连接器60的简化剖视图；

图6A是根据本发明另一实施例的插塞连接器80的简化分解透视图；

图6B是沿与图4B中的剖面相同的线A-A'截取的图6A所示的插塞连接器80的简化剖视图；

图7A是根据本发明另一实施例的插塞连接器100的简化分解透视图；

图7B是沿与图4B中的剖面相同的线A-A'截取的图7A所示的插塞连接器100的简化剖视图；

图8A是根据本发明另一实施例的插塞连接器120的简化分解透视图；以及

图8B是沿与图4B中的剖面相同的线A-A'截取的图8A所示的插塞连接器120的简化剖视图。

具体实施方式

本发明的实施例适于多种电子设备，包括接收或发送音频、视频或数据信号以及其他信号的任意设备。在一些情况下，本发明的实施例由于其可能的小形状因子而尤其适合便携式电子媒体设备。这里使用时，电子媒体设备包括具有可用于呈现人可感知的媒体的至少一个电子部件的任何设备。这种设备可包括例如便携式音乐播放器（例如MP3设备和苹果公司的iPod设备）、便携式视频播放器（例如便携式DVD播放器）、蜂窝电话（例如智能电话，诸如苹果公司的iPhone设备）、视频摄像机、数字静态摄像机、投影系统（例如全息投影系统）、游戏系统、PDA、桌面计算机、以及平板计算机（例如苹果公司的iPad设备）、膝上计算机或其他移动计算机。这些设备中的一些可以配置为提供音频、视频或其他数据或感官输出。

为了更好地理解和领悟本发明，首先参照图3，其是根据本发明的音频或数据插塞连接器40的第一实施例的简化透视图。如图3所示，连接器40包括从壳体50延伸的基本平坦舌片41。舌片41包括两个接触44a和44b位于其上的前主表面43a和两个接触44c和44d位于其上的背主表面43b（43b、44c和44d在图3中不可见）。两个显著更窄的侧面43c和43d（示于图4B中）延伸在前和背主表面之间。

在一特定实施例中，连接器40是音频插塞连接器，接触44a是左音频接触，接触44b是麦克风接触，接触44c（图3中不可见）是右音频接触，接触44d（图3中不可见）是第二麦克风接触。接触可以由铜、镍、黄铜、金属合金或任意其他适当导电材料形成。接触44a、44b和44c、44d中的每对之间的间距是一致的，提供180度对称，从而插塞连接器40可以以两种取向中的任一种插入到对应的插座连接器中。例如，当连接器40与对应的插座插孔配合时，接触44a-44d中的每个与插座插孔中的对应接触电接触。此外，两个音频接触44a和44c以对角布置（见图4B）位于连接器的相反两侧。于是，麦克风接触44d定位得直接对着音频接触44a，麦克风接触44b定位得直接对着音频接触44c。以此方式，音频接触总是在连接器右侧，麦克风接触总是在连接器左侧（从连接器基部面向其远端）。插座插孔或其中容纳插座插孔的电子设备中的感测电路可以检测接触44a-44d所设置的方向并且适当地切换连接器插孔中到所述接触的内部连接。例如，软件开关可用于根据插入取向切换插座插孔的用于左和右音频的接触，同时硬件开关可用于切换连接器插孔麦克风和接地接触以匹配连接器40的接触。在另一些实施例中，两种开关都可以以软件实现或者两种开关都可以以硬件实现。在另一示例中，连接器的取向可以替代地由与对应的插座连接器相关联的电路基于通过接触接收的信号来检测。作为一示例，在将连接器插入主机设备的插座连接器中时，主机设备可以经由插座连接器中的指定给特定接触的接触发送确认信号给串行控制芯片并等候响应信号。如果收到响应信号，则接触被适当地对准，音频和其他信号可以在连接器之间传输。如果没有收到响应，则主机设备翻转信号以对应于第二可能取向（即将信号翻转180度）且重复确认/响应信号程序。在另一实施例中，形成在插塞连接器上的物理取向特征（例如独特凹口或者其他物理特征）可以被插座连接器中的取向接触或其他适当机构检测以确定插塞的取向，硬件和软件开关可以适当地设置插座连接器接触以用于左和右音频或者其他数据接触对应于插塞连接器接触。

两个固位特征，图3中示为V形凹口45a和45b，形成在舌片41的远端附近的相反两侧。当舌片41插入到插座连接器中时，凹口45a和45b与插座连接器内的固位机构诸如悬臂弹簧或者棘爪操作上咬合。在另一些实施例中，可以使用其他固位机构，诸如机械或磁卡扣或者正交插入机构。尽管图3所示的固位特征45a和45b是V形凹口，但是它们也可以是圆形凹口（例如c形或半圆形凹口）、凹袋（pocket）、凹齿（indentation）或形成在侧表面43c、43d（43d在图3中不可见）中的每个上的类似凹进区域，其能在操作上与对应插座连接器中的固位特征或机构咬合。连接器40还包括斜切边缘43e，其围绕舌片41且从舌片的上下主表面43a、43b以及更窄的侧表面43c、43d（图3中不可见）延伸到连接器的基部42（图4A中示出），基部42可插入在壳体50内（图4A中示出）。斜切边缘43e在连接器的基部附近加固且加强连接器，于是提高其在侧负载条件下的强度。

如图3所示，接触44a-44d是外部接触，连接器40不包括其中可能收集颗粒和碎屑的暴露腔。为了改善耐用性和可靠性，连接器40完全密封且不包括移动部件。此外，连接器40与上述一般可获得的TRS和TRRS连接器相比具有显著减小的插入深度和插入宽度。在一特定实施例中，连接器40的舌片41具有2mm的宽度X（图4B中示出）、1mm的厚度Y（图4B中示出）和4mm的插入深度Z。在另一实施例中，连接器40的舌片具有4.1mm的宽度X、1.5mm的厚度Y和5.75mm的插入深度Z。

在另一些实施例中，连接器40可包括总共超过四个接触（具有对应的狭槽）或者在表面43a和43b中的每个上超过四个接触（具有对应的狭槽），例如6、8、10或更多个接触，在连接器40的远末梢或者在侧表面43c和43d上还可以有接地接触。当连接器40是数据插塞连接器时，许多不同类型的数字信号可以由四个或更多接触传输，包括诸如USB信号（包括USB 1.0、2.0和/或3.0）、火线（也称为IEEE1394）信号、SATA信号和/或任意其他类型的数据信号的数据信号。可由连接器40的接触传输的其他数字信号包括用于数字视频的信号，诸如DVI信号、HDMI信号和显示端口信号，以及执行启用设备的检测和识别、电子媒体设备或连接器40的附属件这些功能的其他数字信号。

图4A是连接器40的简化分解透视图，更好地绘示了根据本发明一特定实施例，连接器的各种部件如何制造和接合在一起。连接器40形成在金属板46周围，金属板46可以由高强度钢冲压而成或者以任何其他适当方式形成。绝缘间隔物48模制在金属板46周围，从而板46和绝缘间隔物48的组合限定舌片41、基部42和延伸于舌片41和基部42之间的斜切边缘43e的基本形状。两条狭槽47a、47b形成在绝缘间隔物48的上表面中，两条狭槽47c、47d（图4A中不可见）形成在间隔物的下表面中。

接触44a-44d可从由金属粉末以烧结工艺形成的金属片冲压而成，或者根据其他已知技术制成，且插入它们各自的狭槽47a-47d。在连接器的基部42内的区域中信号导线（未示出）焊接到每个接触，接地导线焊接到金属板46以提供连接器40的接地接触。导线延伸穿过连接器到达软线（cord）52，软线52在其另一端耦接到电子设备，诸如立体声耳机。ABS或类似壳体50位于连接器的基部42上且于是紧固到基部42以完成其形成。

现在参照图5A和5B，其中图5A是根据本发明另一实施例的插塞连接器60的简化分解透视图，图5B是沿与图4B中相同的连接器剖面截取的图5A所示的插塞连接器60的简化剖视图。连接器60包括形成在电介质板66周围的四个信号接触64a-64d以及延伸穿过连接器中心的接地接触64e。在一实施例中，接触64a是左音频接触，接触64b是麦克风接触，接触64c是右音频接触，接触64d是第二麦克风接触。如图5B所示，接触在连接器60的基本平坦的舌片部分上布置成具有180度对称设计，与连接器40的设计类似。插座插孔或其中容纳插座插孔的电子设备中的感测电路可检测接触64a-64d设置的方向并且适当地切换连接器插孔中到所述接触的内部连接。

电介质芯66可以从热塑性聚合物或类似材料模制在接地接触64e周围。狭槽67a-67d（67c和67d在图5A中不可见）形成在芯66中以用于接触64a-64d，其可以用导线形成或者从金属片冲压和弯曲而成。狭槽67a-67d包括肋68a、68b，其对准形成在对应接触中的沟槽69a、69b。沟槽69a、69b为接触提供弯曲时的抗剪强度。连接器60设计为使接触64a-64d提供插塞的大部分强度。类似于连接器40，连接器60也具有在其舌片与基部之间的斜切边缘，其可在连接器的基部附近加固连接器，从而增大连接器在侧负载条件下的强度。此外，固位特征，在图5A中示为小V形凹口71，形成在每个接触64a-64d中，其对准电介质芯66中形成的固位特征，在图5A中示为V形凹口65a、65b。在一些实施例中，连接器60的固位特征的形状可以变化，如参照连接器40的固位特征论述的那样。一旦接触粘附在它们各自的狭槽内，芯66就可以滑到ABS或类似壳体70内并接合到壳体70。

如连接器40那样，接触64a-64d是外部接触，连接器60不包括会收集颗粒和碎屑的暴露腔。为了改善耐用性和可靠性，连接器60完全密封且不包括移动部件。此外，连接器60与上述一般可获得的TRS和TRRS连接器相比具有显著减小的插入深度和插入宽度。在一特定实施例中，连接器60的插入部分具有2mm的宽度X、1mm的厚度Y和4mm的插入深度Z（如图3中测量）。在另一实施例中，连接器60的插入部分具有4.1mm的宽度X、1.5mm的厚度Y和5.75mm的插入深度Z（如图3中测量）。

在一些实施例中，如连接器40那样，连接器60可包括总共超过四个接触（具有对应的狭槽）或者在主表面63a和63b（图5B所示）中的每个上超过四个接触（具有对应的狭槽），例如6、8、10或更多个接触，在侧表面63c和63d上还可以形成有接地接触。当连接器60是数据插塞连接器时，许多不同类型的数字信号可以由四个或更多接触传输，包括诸如USB信号（包括USB 1.0、2.0和/或3.0）、火线（也称为IEEE 1394）信号、SATA信号和/或任意其他类型数据信号的数据信号。可由连接器40的接触传输的其他数字信号包括用于数字视频的信号，诸如DVI信号、HDMI信号和显示端口信号，以及执行启用设备的检测和识别、电子媒体设备或连接器40的附属件这些功能的其他数字信号。

根据本发明另一实施例的连接器80示于图6A和6B中，其中图6A是插塞连接器80的简化分解透视图，图6B是沿与图4B和5B中相同的连接器剖面截取的连接器80的简化剖视图。连接器80包括从壳体90延伸的基本平坦的舌片81。舌片81包括两个接触84a和84b位于其上的前主表面83a和两个接触84c和84d位于其上的背主表面83b。此外，第五接触84e延伸穿过连接器80的中心并且位于连接器的远端89处。

在一特定实施例中，接触84a是左音频接触，接触84b是麦克风接触，接触84c是右音频接触，接触84d是第二麦克风接触，接触84e是接地接触，接触位于连接器80上从而具有与连接器40和60类似的180度对称设计，使得插塞连接器80可以以两种取向中的任一种插入到对应的插座连接器。接触可以由铜、镍、黄铜、金属合金或者任意其他适当导电材料制成。插座插孔或者其中容纳插座插孔的电子设备中的感测电路可以检测接触84a-84d的设置方向并且适当地切换连接器插孔中到所述接触的内部连接。

两个固位特征，在图6A中示为V形凹口85a和85b，形成在舌片81的远端89附近的相反相侧。当舌片81插入到插座连接器中时，凹口85a和85b与插座连接器中的固位机构诸如悬臂弹簧或棘爪操作上咬合。在另一些实施例中，可以使用其他固位机构，诸如机械或磁卡扣或者正交插入机构。连接器80还包括斜切边缘83e，其围绕舌片81且从舌片的上下主表面83a、83b以及更窄的侧表面83c、83d延伸到连接器的基部。斜切边缘83e在连接器的基部附近加固且加强连接器，于是提高其在侧负载条件下的强度。

如连接器40和60那样，连接器80的接触84a-84d是外部接触，从而连接器不包括其中可能收集颗粒和碎屑的暴露腔。此外，连接器80与上述一般可获得的TRS和TRRS连接器相比具有显著减小的插入深度和插入宽度。在一特定实施例中，连接器80的舌片81具有2mm的宽度X、1mm的厚度Y和4mm的插入深度Z（如图3中测量）。在另一实施例中，连接器80的舌片81具有4.1mm的宽度X、1.5mm的厚度Y和5.75mm的插入深度Z（如图3中测量）。

如图6A所示，连接器80形成在陶瓷芯86周围，陶瓷芯86基本限定舌片81和基部82以及延伸于舌片81与基部之间的斜切边缘83e的形状。两个狭槽87a、87b形成在陶瓷芯86的上表面中，两个狭槽87c、87d（图6A中不可见）形成在芯的下表面中，孔88横穿芯的中心。

陶瓷芯86可以通过陶瓷注射模制（CIM）工艺或者通过干式挤压、机械加工或者其他合适工艺形成。接地接触84e可以由金属导线制成或者从金属片切割而成，且穿过孔88插入从而接地接触的末端在连接器的远端89处与陶瓷芯86的外边缘平齐。接触84a-84d可由金属片制成且插入到相应的狭槽87a-87d中，在另一实施例中，接触可以由金属粉末以烧结工艺形成。

在一些实施例中，接触84a-84d可用于传输任何合适的数据信号（例如，关于连接器40提及的数据信号）以及音频信号、视频信号等。在一些实施例中，在连接器80上可以有超过四个接触，具有对应的狭槽，例如6、8、10或更多接触，还可以有在固位特征中或者以其他方式形成在侧面83c和83d上的接地接触，如关于前面的实施例所论述的那样。

本发明的另一实施例示于图7A和7B中，其中图7A是插塞连接器100的简化分解透视图，图7B是沿与图4B、5B和6B相同的连接器剖面截取的连接器100的简化剖视图。连接器100具有附接到陶瓷芯106的六个接触104a-104f，陶瓷芯106定义基本平坦的连接器舌片101和基部102。在一实施例中，接触104a-104f代表左音频接触（104a）、接地接触（104b）、麦克风接触（104c）、右音频接触（104d）、第二接地接触（104e）以及第二麦克风接触（104f）。类似于连接器40、60和80，连接器100具有180度对称性（如图7B所示），从而它可以以两种取向中的任一种插入在插孔连接器中。插座插孔或者其中容纳插座插孔的电子设备中的感测电路可以检测接触104a-104d设置的方向并且适当时切换连接器插孔中到所述接触的内部连接。此外，凹口105a、105b提供与凹口45a、45b类似的固位特征。类似于连接器40、60和80，连接器100也具有在舌片101与基部102之间的斜切边缘，其可以在连接器的基部附近加固连接器，从而提高连接器在侧负载条件下的强度。

陶瓷芯106可以通过陶瓷注射模制工艺或其他技术形成，在一特定实施例中，以双重注入工艺（double shot process）形成，其中芯106在第一注射模制步骤中形成，该步骤形成六个狭槽，接触104a-104f随后将用金属注射模制工艺形成在狭槽中。在另一实施例中，接触104a-104f利用粉末冶金（PM）技术形成。在接触形成在芯106上之后，在芯的基部102处接合到ABS或类似壳体110内。

如连接器40、60和80那样，连接器100的接触104a-104d是外部接触，从而连接器不包括其中可能收集颗粒和碎屑的暴露腔。此外，连接器100与上述一般可获得的TRS和TRRS连接器相比具有显著减小的插入深度和插入宽度。在一特定实施例中，连接器100的舌片101具有2mm的宽度X、1mm的厚度Y和4mm的插入深度Z（如图3中测量）。在另一实施例中，连接器100的舌片101具有4.1mm的宽度X、1.5mm的厚度Y和5.75mm的插入深度Z（如图3中测量）。

在一些实施例中，接触104a-104f可用于传输任何适当的数据信号（例如关于连接器40提及的数据信号）以及音频信号、视频信号等。在一些实施例中，在连接器100上可以有超过六个或者少于六个接触，具有对应的狭槽，例如4、8、10或更多个接触，还可以有在固位特征中或者以其他方式在侧面103c和103d上形成的接地接触，如参照前面的实施例论述的那样。

图8A是根据本发明又一实施例的插塞连接器120的简化分解透视图，图8B是沿与图4B中的剖面相同的线A-A'截取的图8A所示的插塞连接器120的简化剖视图。连接器120包括导电芯126，其可以由金属注射模制（MIM）工艺或者其他合适技术形成。芯126包括连接器接片部分121和基部122且用作接触124a-124d的承载基础。

连接器舌片121包括上下主侧面123a和123b以及延伸于上下主侧面之间的显著更窄的侧面123c和123d。斜切边缘123e将舌片部分121连接到基部122，其在连接器的基部附近加强和加固连接器，从而提高连接器在侧负载条件下的强度。

固位特征，图8A中示为凹口125a、125b，可形成在连接器远端附近的侧表面123c、123d上并且操作上与对应连接器插孔内的固位机构咬合。尽管图8A中的固位特征125a、125b示为凹口，但是它们还可以是V形凹口、凹袋、凹齿或能够操作上与对应插座连接器中的固位特征或机构咬合的类似凹陷区域。在其外表面，导电芯126还包括凹陷区域127，其图形在芯126的基部122处沿第一主表面123a延伸，顺着芯的中心沿斜切边缘123e和舌片121，并且包绕末梢129，且在表面123b上镜像其在表面123a上的形状。柔性电路128可以掠过连接器的末端且粘附到凹陷区域127中。柔性电路可包括例如形成在薄的聚酰亚胺或PEEK（聚醚醚酮）层上的涂覆有镍和钯的厚的铜迹线，其用作接触124a-124d。在另一实施例中，凹陷区域127不绕连接器120的末梢129延伸，替代地，包括在各个主表面上的两个单独的凹陷区域。在该实施例中，柔性电路128可以由单独两片制成，每片直接在其相应的凹陷区域内粘附到上下主侧面123a、123b之一。类似于连接器40、60、80和100，连接器120具有180度对称性从而它可以以两种取向中的任一种插入插孔连接器中。插座插孔或者其中容纳插座插孔的电子设备中的感测电路可以检测接触124a-124d设置的方向并且适当时切换连接器插孔内到所述接触的内部连接。信号导线（未示出）在连接器的基部122内的区域中焊接到每个接触，接地导线焊接到导电芯126以提供连接器120的接地接触。导线延伸穿过连接器到达软线132，软线132在其另一端耦接到电子设备，诸如立体声耳机（headset）。ABS或类似壳体130位于连接器的基部130上且紧固到基部130以完成连接器的形成。

如连接器40、60、80和100那样，连接器120的柔性电路128的接触124a-124d是外部接触，因此连接器不包括其中可能收集颗粒和碎屑的暴露腔。此外，连接器120与上述一般可获得的TRS和TRRS连接器相比具有显著减小的插入深度和插入宽度。在一特定实施例中，连接器120的舌片121具有2mm的宽度X、1mm的厚度Y和4mm的插入深度Z（如图3中测量）。在另一实施例中，连接器120的舌片121具有4.1mm的宽度X、1.5mm的厚度Y和5.75mm的插入深度Z（如图3中测量）。

在一些实施例中，接触124a-124d可用于传输任何合适的数据信号（例如，关于连接器40提及的数据信号）以及音频信号、视频信号等。在一些实施例中，在连接器100上可以有超过四个接触，具有对应的狭槽，例如6、8、10或更多接触，还可以有在固位特征中或者以其他方式形成在侧面123c和123d上的接地接触，如关于前面的实施例所论述的那样。

当插入到匹配的连接器插孔中时，根据本发明一些实施例的连接器设计为在侧向施加特定压力时断裂。优选的是，插塞连接器断裂，而不是连接器插孔，因为如果插孔断裂的话，则其中容纳插孔的电子设备可能不再能被使用。

本领域技术人员将理解，本发明可以以其他特定形式体现，而不偏离其本质特性。例如，虽然上面关于具有四个或六个接触的音频插塞论述了本发明的实施例，但是本发明不限于任何特定数量的接触。本发明的一些实施例可以具有少至两个的接触，而另一些实施例可具有三十个或者甚至更多接触。在这些实施例中的许多实施例中，接触可以布置为具有180度对称性从而连接器可以以两种不同取向中的任一种插入到插座连接器中。

此外，虽然在一些情况下关于音频连接器描述了本发明，但是本发明不限于任何特定类型的信号且可用于代替音频相关信号或者除了音频相关信号之外还传输视频和/或其他信号。此外，在一些实施例中，根据本发明的连接器可以传输模拟和数字信号二者。作为示例，根据本发明的连接器可以被修改以包括一条或更多光缆，光缆延伸穿过连接器且可以操作上耦接为接收或在配合的连接器插孔之间传输光学信号。光缆允许高速数据传输且可用于兼容USB 4.0（例如，10GB/秒数据传输）。根据本发明的连接器可包括电力、音频和数据连接且可用于给设备充电，同时提供数据和音频功能。本领域技术人员将意识到或者能够仅利用常规实验就确定这里描述的发明的特定实施例的许多等价物。这种等价物旨在被所附权利要求涵盖。

Claims (29)

1.一种插塞连接器，包括：

金属板，具有在其远端的带相反的第一和第二主侧面的基本平坦的末梢部以及穿过该金属板形成的中央开口；

电介质间隔物，具有形成在该金属板中的开口内的基本平坦的末梢部以及形成在该金属板的近端处的比该末梢部更厚的基部，其中该电介质间隔物具有从该末梢部延伸到该基部的相反的第一和第二外表面以及形成在该第一和第二外表面中的每个处的多个狭槽；以及

位于该电介质间隔物中的多个狭槽内的多个接触。

2.如权利要求1所述的插塞连接器，其中，该插塞连接器成形为具有180度对称性，从而该插塞连接器能以两种取向中的任一种插入并且操作上耦接到对应的插座连接器。

3.如权利要求1所述的插塞连接器，其中，所述电介质间隔物的第一和第二外表面与所述金属板的第一和第二主表面基本平齐。

4.如权利要求1所述的插塞连接器，还包括耦接到该电介质间隔物的基部的壳体。

5.如权利要求4所述的插塞连接器，还包括与该多个接触对应的多条导线，其中每条导线在该电介质间隔物的基部的近端上的连接点处连接到其相应的接触。

6.如权利要求1所述的插塞连接器，其中，该多个接触由金属片冲压而成且插入在该多个狭槽内。

7.如权利要求2所述的插塞连接器，其中该多个狭槽和该多个接触对称地间隔开从而连接器舌片具有180度对称性且能以两种姿态中的任一种插入并操作上耦接到对应的插座连接器。

8.如权利要求1所述的插塞连接器，其中，该多个狭槽包括形成在各第一和第二外表面处的四个狭槽，该多个接触包括位于形成在各第一和第二外表面处的四个狭槽内的四个接触。

9.如权利要求1所述的插塞连接器，其中，该多个狭槽形成得从该电介质间隔物的末梢部延伸到该电介质间隔物的基部。

10.如权利要求1所述的插塞连接器，其中，该电介质间隔物被模制在该金属板周围。

11.如权利要求1所述的插塞连接器，还包括：

该金属板还包括相反的第三和第四侧面，每个延伸于该金属板的相反的第一和第二主侧面之间，其中相反的该第三和第四侧面显著窄于该第一和第二侧面；且

该电介质间隔物还包括相反的第三和第四外表面，每个延伸于该电介质间隔物的相反的第一和第二外表面之间，其中相反的该第三和第四外表面显著窄于相反的该第一和第二外表面。

12.如权利要求11所述的插塞连接器，其中，该金属板还包括在其远端附近形成在该第三和第四表面中的每个上的固位特征，该固位特征适用于与对应的插座插孔中的固位机构咬合。

13.如权利要求12所述的插塞连接器，其中，该固位特征是形成在该金属板中的V形凹口。

14.如权利要求4所述的插塞连接器，其中该电介质间隔物具有在其基部的斜切部分，从而该插塞连接器增大其尺寸以匹配所述壳体的外形。

15.如权利要求1所述的插塞连接器，其中，连接器包括四个接触，包括在连接器的相反两侧对角布置的左右音频接触，且连接器具有180度对称性从而它能以两种姿态中的任一种插入到对应的连接器插孔中。

16.如权利要求15所述的插塞连接器，其中，该金属板用作接地接触。

17.如权利要求11所述的插塞连接器，其中，该金属板包括形成在相反的该第三和第四侧面上的接地接触。

18.一种插塞连接器，包括：

电介质芯，具有相反的第一和第二主表面以及形成在各第一和第二主表面内的多个沟槽，所述沟槽对称地形成在电介质芯的左右半部上；以及

多个接触，位于该电介质芯中的多个沟槽内，

其中，该插塞连接器具有在其远端的基本平坦的末梢部，该多个接触的至少一部分承载在该末梢部上。

19.如权利要求18所述的插塞连接器，其中，该多个接触包括在该连接器的相反两侧对角布置的左右音频接触，且该连接器具有180度对称性从而它能以两种姿态中的任一种插入到对应的连接器插孔中。

20.如权利要求18所述的插塞连接器，其中，该电介质芯包括陶瓷芯。

21.如权利要求20所述的插塞连接器，其中，该电介质芯还包括形成在该第一和第二主表面之间的狭槽，该狭槽居中地位于该电介质芯中从而它将芯分成彼此镜像的左右半部，其中该插塞连接器还包括位于该狭槽内的居中定位的接地接触。

22.如权利要求21所述的插塞连接器，其中，该接地接触在电介质芯的远端处且在该电介质芯的平坦末梢部的相反的第一和第二主侧面处与电介质芯平齐。

23.如权利要求19所述的插塞连接器，还包括形成在该电介质芯的近端的基部和耦接到该基部的壳体，其中该电介质间隔物具有在基本平坦的末梢部与其基部之间的斜切部从而该插塞连接器尺寸增大以匹配所述壳体的外形。

24.如权利要求19所述的插塞连接器，其中，该电介质芯还包括居中定位的孔，该孔从该末梢部的远端延伸穿过该电介质芯的长度，其中该插塞连接器还包括位于该孔内的接地接触。

25.如权利要求24所述的插塞连接器，其中，该电介质芯包括陶瓷芯。

26.一种插塞连接器，包括：

导电芯，具有基部平坦的末梢部以及相反的第一和第二主表面，其中凹陷区域形成在相反的该第一和第二主表面上；以及

多个接触，以180度对称关系位于相反的该第一和第二表面上，从而该插塞连接器能以两种姿态中的任一种插入到对应的插座连接器中，

其中，该多个接触形成在柔性电路上，该柔性电路在该凹陷区域中粘附到该导电芯。

27.如权利要求26所述的插塞连接器，其中，该凹陷区域包括在各主表面上的两个单独的凹陷区。

28.如权利要求26所述的插塞连接器，其中，该柔性电路包括形成在薄的聚酰亚胺层上的涂覆有镍和钯的厚的铜迹线，其用作所述多个接触。

29.如权利要求26所述的插塞连接器，还包括形成在该导电芯的近端处的基部和耦接到该导电芯的基部的壳体。

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