CN104037526B - 插头电连接器、导线及其组件 - Google Patents

插头电连接器、导线及其组件 Download PDF

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Abstract

插头电连接器、导线及其组件，一种具有弹性导接端子的电连接器插头，系供与一电连接器插座导接，电连接器插座包括罩体及设于该罩体内的两组连接端子，电连接器插头包括：导电外壳。有一长向的固定连结装置，包括基座部、两排彼此沿长向枢转对称、分设于固定连结装置中的弹性导接端子，每一弹性导接端子具有水平段及上凸接触段，且上凸接触段抵压导接连接端子。导接固定导电外壳的金属屏蔽辅助框，具有框架段、前侧段、及两段侧向保护段，每一侧向保护段分别具有不低于弹性导接端子的上凸接触段的高度。

Description

插头电连接器、导线及其组件
技术领域
本创作涉及一种插头电连接器、导线及其组件，尤其涉及一种应用于通用序列汇流排(USB)的插头电连接器、导线及其组件。
背景技术
人们使用3C产品时，以各种外接式装置连接3C产品的多媒体插槽，进而扩充额外或必需的功能。例如外接硬碟、随身碟(下称USB)、多媒体影音设备或键盘等。然而3C产品刚起步时，各家厂商为树立各家的独特风格，因此，外接式装置的传输介面各具规格，如印表机只能使用LPT port、数据机则只能接RS232、而鼠标键盘只能用PS/2等。各种繁琐的介面规格，还需安装相对应的驱动程式、安装完成后需要再次重新启动3C产品才能使用，如此，必须一种外接式装置配对一种传输介面。这对使用者产生极大的困扰，也增加3C产品开发商与周边制造商制作上的困难。
由于USB支援带电插拔和随插即用的方便功能，亦即3C产品运作时，在不用关闭电源的情况下插入或拔除，不会导致主机或USB烧毁并且能够即时侦测、使用新插入的外接式装置。且USB传输导案速度远比并列埠（例如EPP、LPT）与串列埠（例如RS-232）等传统标准汇流排快速。因此，USB成为如今普及的公认规格。
USB技术发展至今，已经历1.0到3.0三大阶段。其中USB插座内建于电脑主机中，更换维修时具有一定的困扰。故USB 3.0的插头，于正反两面都设有导接端子。使用者无论正插或反插，该插头都可电性连接至插座，改良正反向冲突的结构设计。以期达到防呆的效果，避免使用者嵌合错误且施力不当的插拔造成该USB插座的损毁。依照目前设计，USB插座中的导电端子具有弹性结构，当该USB插头嵌入后，该USB插座内的弹性导电端子受该USB插头的导接端子压迫而退缩，并弹性紧抵前述的导接端子，以确保该USB插座与该USB插头维持稳定地电性导接。
然而，该弹性导电端子可能会发生弹性疲乏、施力不当或错位等状况。一旦上述情事发生，将中断该导接端子与该弹性导电端子之间的电性连接。而失去电源或短路的USB无法有效运作，带给使用者极大的不便。且许多外接式装置须协调使用，如多媒体影音设备、键盘与外接硬碟三种物件，缺一不可。若因该USB插座失灵，必须择一放弃，使用者便必须反覆插拔外接式装置，以维持作业顺畅，此外，反覆插拔的过程，将提升外接式装置损坏的机率，让使用者必须更加小心翼翼。
为维持使用时的便利及顺畅，大部分的使用者都会选择更换新的USB插座。然而USB插座极难自行更换，需拆卸3C产品，从主机板着手维修，对于大多不懂3C产品内部结构的人，更换该USB插座只能送修回厂商，一来一回也需数日；在极其仰赖3C产品的今日，使用者为这一小组件需浪费大量时间，延宕工作、娱乐，会让消费者为之气结。
基于该USB插座维修的不便性，使得厂商相当着重提升该USB插座的保护性。不幸地，随着电子装置轻薄短小的潮流宿命，USB 3.0的体积比以往的1.0和2.0都缩小甚多，与mini和micro USB相近；相对地，3.0中的端子数目远远高于mini USB和micro USB，无可避免地，USB3.0的导接端子仍将成为损坏的重心。
本创作试图提供一种插头电连接器、导线及其组件，将弹性导电端子转移设置到USB插头，避免弹性导电端子成为USB插座的弱点，同时藉由金属屏蔽辅助框保护USB插头的结构强度，并辅助导接端子避免其因过度的压迫造成结构损坏。透过本案技术，以期降低导接端子失灵的可能性，若仍不幸损毁，也可以轻易地自行更换，无须动用厂商维修，从而浪费时间与人力。
发明内容
本创作之一目的在提供一种插头电连接器、导线及其组件，将易损坏的弹性导电端子装设于USB插头，免除过往更换困难、浪费时间等问题。
本创作另一目的在提供一种插头电连接器、导线及其组件，于USB插头上加装一个金属屏蔽辅助框，给予易损坏的导接端子多一层保护，将过度的外力交由金属屏蔽辅助框吸收，从而降低导接端子的结构受外力破坏的机率。
本创作再一目的在提供一种插头电连接器、导线及其组件，于USB插头上加装一个金属屏蔽辅助框，增加一道电磁串扰(cross talk)的防护。
为达上述目的，本案提供一种具有弹性导接端子的电连接器插头，系供与一电连接器插座导接，其中该电连接器插座包括一罩体及设置于该罩体内的两组连接端子，该电连接器插头包括：一导电外壳；一设置于该导电外壳内、并具有一个长向的固定连结装置，且该固定连结装置包括一个基座部；两排彼此沿上述长向枢转对称、并分别设置于上述固定连结装置中的弹性导接端子，每一前述弹性导接端子具有一段至少部分固定设置于上述固定连结装置基座部的水平段，及一由该水平段弯折延伸的上凸接触段，其中，每一前述水平段彼此平行，且每一前述上凸接触段分别供对应抵压导接上述电连接器插座的上述连接端子之一；及一导接固定至上述导电外壳的金属屏蔽辅助框，且前述金属屏蔽辅助框具有一框架段、一前侧段、及两段由该前侧段两端延伸连结上述框架段的侧向保护段，每一前述侧向保护段分别具有不低于上述弹性导接端子的上述上凸接触段的高度。
将上述电连接器插头接合至连接线的至少一端，即为一种导线，系供与一电连接器插座导接，其中该电连接器插座包括一罩体及设置于该罩体内的两组连接端子，该导线包括至少一个电连接器插头；及一导接前述电连接器插头的线材；其中，该电连接器插头包括：一导电外壳；一设置于该导电外壳内、并具有一个长向的固定连结装置，且该固定连结装置包括一个基座部；两排彼此沿上述长向枢转对称、并分别设置于上述固定连结装置中的弹性导接端子，每一前述弹性导接端子具有一段至少部分固定设置于上述固定连结装置基座部的水平段，及一由该水平段弯折延伸的上凸接触段，其中，每一前述水平段彼此平行，且每一前述上凸接触段分别供对应抵压导接上述电连接器插座的上述连接端子之一；及一导接固定至上述导电外壳的金属屏蔽辅助框，且前述金属屏蔽辅助框具有一框架段、一前侧段、及两段由该前侧段两端延伸连结上述框架段的侧向保护段，每一前述侧向保护段分别具有不低于上述弹性导接端子的上述上凸接触段的高度。
上述电连接器插头与搭配的插座，合称为一种电连接器组件，包括：一电连接器插座，包括一罩体及设置于该罩体内的两组连接端子；及一供对应连接上述电连接器插座的电连接器插头，包括：一导电外壳；一设置于该导电外壳内、并具有一个长向的固定连结装置，且该固定连结装置包括一个基座部；两排彼此沿上述长向枢转对称、并分别设置于上述固定连结装置中的弹性导接端子，每一前述弹性导接端子具有一段至少部分固定设置于上述固定连结装置基座部的水平段，及一由该水平段弯折延伸的上凸接触段，其中，每一前述水平段彼此平行，且每一前述上凸接触段分别供对应抵压导接上述电连接器插座的上述连接端子之一；及一导接固定至上述导电外壳的金属屏蔽辅助框，且前述金属屏蔽辅助框具有一框架段、一前侧段、及两段由该前侧段两端延伸连结上述框架段的侧向保护段，每一前述侧向保护段分别具有不低于上述弹性导接端子的上述上凸接触段的高度。
本案所揭露的一种插头电连接器、导线及其组件，将USB插座的弹性导电端子改设于USB插头之上，并提供一个金属屏蔽辅助框，辅助弹性导接端子，避免其因过度的压迫而失去弹性回复力。如此一来，USB插头上的弹性导接端子多一层防护，不易损坏。就算不幸损毁，只需更换备用的USB周边装置、甚至只要更换USB周边装置的连接导线即可，而不需大费周章的将电脑主机送修。据此结构改良过往USB插座的一大弊病，提升USB插座的耐用性，省除使用者送修、厂商维修的麻烦。
附图说明
图1为本创作插头电连接器、导线及其组件的第一较佳实施例示意图。
图2为图1插头电连接器结构示意图。
图3为图1插头电连接器分解结构示意图。
图4为插头电连接器侧视图，系说明弹性导接端子枢转对称的状态。
图5为说明3.0USB连接器中的弹性导接端子示意图。
图6为电连接器插座前视图，用以说明电连接器插头与电连接器插座电性连接。
图7为本创作插头电连接器、导线及其组件的第二较佳实施例示意图，说明弹性导接端子焊接至电路板。
图8为本创作插头电连接器、导线及其组件的第二较佳实施例示意图，说明导电外壳的上、下壳体，与电路板间有一焊接处。
图9本创作插头电连接器、导线及其组件的第三较佳实施例示意图，说明电连接器插头可与相关元件连结，如本例中的导电线材。
具体实施方式
有关本创作之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之较佳实施例的详细说明中，将可清楚呈现；此外，在各实施例中，相同之元件将以相似之标号表示。
本案第一实施例系以电连接器组件为例，请参考图1至图6，该电连接器组件释例为一个USB连接器组件，系由一个释例为USB插座的电连接器插座8与一个释例为USB插头的电连接器插头1所组成。经由该电连接器插头1的导电外壳2延伸出一个导电凸部23，电性连接至该电连接器插座8的罩体80，使得当该电连接器插头1系插接至该电连接器插座8时，两者的金属材质外壳彼此导电连接。而该电连接器插座8又系设置在各种3C产品的外部壳体上，与3C产品的主机板相连接，因此，该导电外壳2与3C产品的外部壳体彼此导接，产生接地与屏蔽的效果，让该电连接器插座8与该电连接器插头1间各端子所传递的电路讯号不易受外部电磁波干扰。
该电连接器插头1包括一个固定连结装置3，系沿着一个长向30延伸成形，该固定连结装置3设置于该导电外壳2内。请参照图4，还有两排弹性导接端子4以该长向30为一中心轴，彼此对应设置于该固定连结装置3上。由侧视图中审视，可见两排受固定的弹性导接端子4彼此对称，其中任一排弹性导接端子4以侧向的长向30为枢轴，旋转180度即与另一排弹性导接端子4的所在处完全重叠；故在此为行文的精简与顺畅，以沿该长向30的枢转对称这一词，来定义前述两排弹性导接端子4彼此对应设置的状态。
该弹性导接端子4以枢转对称的形式，设置于该固定连结装置3上。每一该弹性导接端子4具有一段水平段40，及一段由该水平段40弯折延伸的上凸接触段41。其中该固定连结装置3包括，一个基座部31及形成于该基座部31上的多道导槽32，前述多道导槽32系供限位该弹性导接端子4的该水平段40，以避免该水平段40彼此间交错，造成电路短路。
该电连接器插头1中的该金属屏蔽辅助框5，具有一框架段50、一前侧段51、及两段由该前侧段51两端延伸连结上述框架段50的侧向保护段52。该框架段50、该前侧段51、及前述侧向保护段52，可降低不同连接器彼此电磁干扰的机率。该金属屏蔽辅助框5前述侧向保护段52的高度均不低于该前侧段51，而该前侧段51的高度亦低于该弹性导接端子4的上凸接触段41。
如图6所示，当该电连接器插头1导接该电连接器插座8时，该电连接器插座8的该连接端子81会穿过高度较低的前侧段51，抵压、电性连接该电连接器插头1的该弹性导接端子4，一旦使用者过度施力，在插拔电性连接插头1的过程，可能使得该弹性导接端子4损坏。透过该金属屏蔽辅助框5的前述侧向保护框52不低于该弹性导接端子4的高度，使得施力不当的的力道将被前述侧向保护框52所抵销，避免该力道持续抵压该弹性导接端子4，致使该弹性导接端子4弹性疲乏而损坏。
藉由以上的结构，将易损坏的弹性导接端子移至电连接器插头，并不会使电连接器插头与电连接器插座之间的电性连接产生硕大影响。由于电连接器插头相对电连接器插座维修更换的价格低许多，使弹性导接端子转变为消耗性元件，一旦弹性导接端子不幸损毁，使用者也可自行进行更换，无须等待送修时冗长的维修时间。
本案第二实施例，请参考图7、图8，该固定连结装置在此释例为一电路板6'，该电路板6’具有一正面60’、一背面61’及连接该正面60’与该背面61’的两个侧面62’，其中，该正面60’及该背面61’系供枢转对称的前述两排弹性导接端子4’的该水平段40’一小部分雷射焊接，而分别固定于该正面60’及该背面61’，使前述两排弹性导接端子4’仍旧维持着枢转对称的状态，并限位该水平段40’以避免该水平段40’彼此间交错，造成电路短路。
该导电外壳2’更包括，一上壳体20’、及一下壳体21’，其中该上壳体20’、该下壳体21’分别形成有两个焊接处22’，且前述焊接处22’恰对应上述电路板6’的上述两个侧面62’，使该上壳体20’、该下壳体21’与上述电路板6’可被一并焊接固定，藉此加强电连接器插头1’的整体强度。操作者一旦不留神将电接器插头1’摔落地上，也不会因为掉落地面时的撞击力道，导致导电外壳2’的结构松脱而损坏。
熟知本技术领域者可轻易推得，前述中任一实施例的电连接器插头，搭配可同时运作的相关原件，如:导电线材。本案第三较佳实施例提供一种电连接器的导线，如图9所示，只要该电连接器插头1’’内部的电路板(图未示)，一端导接弹性导接端子(图未示)的水平段(图未示)，另一端连接至导电线材7’’上，便构成一种电连接器的导线。
本创作的电连接器、导线及其组件，让使用者在传输档案时，可以更容易地进行，使用者无须顾虑电连接器插头的插拔方式错误与否，不论电连接器插头系正向或反向插拔，皆能轻易地将电连接器插头结合或分离，增加使用上的方便性。此外，将弹性导接端子设置于电连器插头上，佐以金属熔铸成形的金属屏蔽辅助框，提供抵抗外力下压、及减少串扰发生的机率，据此结构，使弹性导接端子转换为消耗性元件，消费者可自行更换，无须等待送修的时间及省下送修的费用，从而达成上述所有之目的。
惟以上所述者，仅为本创作之较佳实施例而已，不能以此限定本创作实施之范围，凡系依本创作申请专利范围及创作说明书内容所作之简单的等效变化与修饰，皆应仍属本创作专利涵盖之范围内。
符号说明
1、1’、1’’…电连接器插头 2、2’…导电外壳
20’…上壳体 21’…下壳体
22＇…焊接处 23…导电凸部
3…固定连结装置 30…长向
31…基座部 32…导槽
4、4’…弹性导接端子 40、40’…水平段
41…上凸接触段 5…金属屏蔽辅助框
50…框架段 51…前侧段
52…侧向保护段 6’…电路板
60’…正面 61’…背面
62’…侧面 7’’…导电线材
8…电连接器插座 80…罩体
81…连接端子。

Claims (6)

1.一种具有弹性导接端子的电连接器插头，供与电连接器插座导接，电连接器插头包括导电外壳及设于导电外壳内的固定连接装置，固定连接装置为长向，并包括基座部、两排弹性导接端子及金属屏蔽辅助框，两排弹性导接端子彼此沿长向枢转对称，并分别设于固定连接装置中，每一弹性导接端子具有水平段及上凸接触段，水平段至少部分固定于基座部，基座部形成有限位水平段的多道导槽，其特征在于：上凸接触段由水平段弯折延伸，其中：每一水平段彼此平行，每一上凸接触段突出导槽，并分别供电连接器插座的对应连接端子抵压导接；固定连接装置为电性连接水平段的电路板，电路板具有正面、背面及连接正面与背面的两侧面；金属屏蔽辅助框以导接形式固定至导电外壳，并具有一框架段、一前侧段及由前侧段两端延伸连接框架段的供保护上凸接触段的两段侧向保护段，每一侧向保护段等于或大于上凸接触段的高度，也大于前侧段高度；导电外壳包括上、下壳体，上、下壳体分别形成两个焊接处，各焊接处分别对应电路板两侧面，使上、下壳体与电路板被一并焊接固定。
2.如权利要求1所述具有弹性导接端子的电连接器插头，其特征在于：导电外壳延伸出至少一个导电凸部，当电连接器插头与电连接器插座导接时，供电性导接电连接器插座的罩体。
3.如权利要求2所述具有弹性导接端子的电连接器插头，其特征在于：电连接器插头为通用序列汇流排插头。
4.如权利要求3所述具有弹性导接端子的电连接器插头，其特征在于：金属屏蔽辅助框为金属熔铸成形，并以此提升电连接器插头的结构强度。
5.如权利要求1所述具有弹性导接端子的电连接器插头，其特征在于：连接器插头实用于一导线，导线包括导接电连接器插头的线材。
6.如权利要求1至5任一项所述具有弹性导接端子的电连接器插头，其特征在于：电连接器插头与电连接器插座形成一种电连接器组件，其中：电连接器插座包括一罩体及设置于罩体内的两组连接端子。
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