CN104051881A - 具有柔性区域的电连接器 - Google Patents

Abstract

一种电连接器，具有外壳和沿外壳延伸的插头。该插头的至少部分包括一柔性区域以提供插头的弯曲。在一示例性些实施例中，该插头至少也包括一刚性区域。该插头具有至少一个互联点。每个互联点包括一个引线和一个接触点。这些接触点暴露在插头的外表面，这些提供的暴露部分用以实现插头和电子插座间的电性耦合，插头可移除的插入插座中。

Description

具有柔性区域的电连接器

相关申请的交叉参考

本申请要求2013年3月15日申请的、美国专利申请号13/841,122的优先权及权益，在先申请在此处通过参考其整体或部分而被并入。

技术领域

本发明总体涉及一种电连接器，并且更具体地，涉及一种USB或其它具有至少一个为连接器提供可弯性的柔性区域的电连接器。

技术背景

电连接器，如通用串行总线(USB)连接器，被用于将电子设备连接至电脑系统或其它类型处理系统的多种方式中。例如，USB连接器和其它电连接器被用于电脑周边设备的连接中，如键盘、鼠标、数码相机、打印机、便携媒体播放器、光驱等，并且其在一些设备上也变的较普遍，如智能手机、PDA和电子游戏机。电连接器的新应用不断涌现，具有不同尺寸、形状和功能的新的电子设备开始实现这些连接器的用途。

由于电连接器的广泛应用，需要改善它们的多种特性。例如，标准USB规格，可在http://www.usb.org/developers/docs/上查到，并且在此通过参考并入，要求USB连接器具有金属外壳。金属外壳的一个目的在于用来保护金属接触的信号免受电磁干扰(“EMI”)。金属外壳也便于USB连接器插入和固定到USB插座中。此外，金属外壳易于改善USB连接器的耐用性，例如在一些可能不太在意连接器操作的使用者频繁使用的情况下。

尽管金属外壳有助于USB连接器的刚性，但刚刚性USB连接器在使用上可能有局限并且缺乏多功能性。例如，刚刚性USB连接器插入USB插座可能会有点困难，包括，如果插座的通道在某个方向上被限制了。例如在笔记本电脑中，与USB插座的连接定位于电脑后方，或者，如果笔记本侧面较薄，而USB插座定位在侧边使得插座与放置电脑的任何表面紧密相邻，这样会产生插入困难。此外，在连接器可能被直接或间接施加于USB连接器的外力影响或变得危险的使用中，刚性USB连接器可能不是优选的。这种外力可在多种情况下产生，包括在USB连接器插入到USB插座进行(例如困难的插入)连接时和/或在连接中，或是在配备有USB连接器的设备的使用过程中(例如当插入到插座里时)。因此，有必要获得一种USB连接器，其解决由USB连接器插入到USB插座而产生的其中一个/两个困难和/或与有外力有关的危险。也有必要获得除USB连接器以外的应对这种困难和/或危险的电连接器。相应的，需要存在一种电连接器，以克服前述和其它现有连接器中的问题和缺陷。

提供的装置和方法用来解决上面讨论的问题和其它问题，并且提供未被现有这种类型的电连接器提供的优点和方面。下面参考相应的附图对本发明的特性和优点进行行具体说明。

发明内容

下面介绍本发明各方面的大体概要，来提供对本发明的基本理解。该概要并非本发明的广泛概述。其不是为了明确本发明的具体或关键元素或为了描绘本发明的范围。下述概要仅仅大体上介绍本发明的构思，以作为接下来更具体描述的开端。

本发明涉及的电连接器的各个方面，其被构造成可拆卸的插入到电子插座中，其包括外壳和从外壳延伸的插头。插头具有柔性区域，其中柔性区域被构造成提供插头从自然状态到至少+/-10度的弯曲。

根据其中一个方面，柔性区域被构造成提供插头从自然状态到至少+/-30度的弯曲。在其它方面，柔性区域被构造成提供插头从自然状态到至少+/-60度或者+/-90度的弯曲。

根据另一个方面，插头包括与柔性区域相联接的刚性区域。

根据另一个方面，柔性区域包括柔性梁并且刚性区域包括接触载体。柔性梁在客体和接触载体之间延伸。

根据进一步的方面，插头包括一个或多个引线，至少一个这种引线至少部分嵌入柔性梁中。

根据进一步的方面，插头进一步被构造成用于插入具有弯曲插入路径的非电子插座。

根据进一步的方面，柔性区域由一个或多个硬度为60-100邵氏A型硬度的材料形成。

根据更进一步的方面，接触载体包括被多个凹部分离的多个平台，这些凹部相对于平台凹陷，并且其中插头进一步包括形成柔性区域的柔性材料，并且柔性材料至少部分的填充凹部。

根据更进一步的方面，刚性区域由一个或多个硬度至少为70邵氏D型硬度的材料形成。

涉及本发明的电子设备的其他方面包括，一外壳、至少部分在外壳中的一印刷电路板、与印刷电路板连接并且从外壳延伸出来的多个引线以及一个连接器。连接器可进一步包括此处所描述的连接器的任何特征。

根据一个方面，电子设备是便携式记忆存储驱动器(例如闪存)。在其他方面电子设备是USB连接线、USB适配器、运动性能监控设备或者具有控制器及用户界面及多个与控制器可连接操作的用户输入的电子手表。

本发明的其他方面涉及一种制造电连接器的方法，该电连接器包括一外壳，多个导电构件以及一接触载体，以使得导电构件从外壳延伸出来并与接触载体啮合。该方法进一步包括，围绕导电构件和接触载体模制柔性聚合物材料来将接触载体连接到外壳，并且形成一个从外壳延伸的插头。插头包括具有柔性聚合物材料的柔性区域和具有接触载体的刚性区域。导电构件具有在插头外表面上形成接触点的暴露部分来形成外表面上的接触点，以及穿过柔性聚合物材料形成从接触点延伸到外壳的引线的嵌入部分。插头被构造成用来插入到插座中来实现插头和插座间的电子耦合。连接器可进一步被制造成包括此处所描述的连接器的任意特征。

根据一个方面，柔性聚合物材料连接外壳和接触载体并且在外壳和接触载体之间延伸。

根据进一步的方面，接触载体包括多个平台，其被多个相对与平台凹进去的凹部分隔开来，其中接触点与平台啮合，并且其中柔性聚合物材料至少部分地填充凹部。

本发明的其他特征和优点将结合附图通过下面的描述而变得明显。

附图说明

为了对本发明有更全面的理解，将参考这些附图通过示例的方式进行说明，其中：

图1是根据本发明的电连接器的实施例的透视图；

图2是图1中电连接器的俯视图；

图3是图1中电连接器的仰视图；

图4是图1中电连接器的侧视图；

图5是图1中电连接器的侧视图，其中虚线图解了连接器可能的弯曲状态；

图6是图1中电连接器的截面图，沿图1中的6-6线所取；

图7是图2中电连接器的截面图，沿图2中的7-7线所取；

图8是电子设备的一个示例性实施例的部分截面图，该电子设备可被用来与根据本发明的电连接器相连接；

图9是图1中电连接器的分解透视图，其移去部分以显示细节；

图10是图1中电连接器在模制之前的截面侧视图；

图11是图1中电连接器在模制中的截面侧视图；

图12是图1中电连接器在模制之后的部分截面侧视图；

图13是图1中电连接器的透视图，其虚线指示的部分显示为透明的，以图解内部细节；

图14是具有锁定结构的示例性实施例的部分截面侧视图，其被用于和根据本发明的一些方面的电连接器连接；

图15是一电子设备示例性实施例的透视图，其可被用来与根据本发明的一些方面的电连接器连接；

图16是一电子设备示例性实施例的透视图，其可被用来与根据本发明的一些方面的电连接器连接；

图17是一电子设备示例性实施例的透视图，其可被用来与根据本发明的一些方面的电连接器连接；

图18是一电子设备示例性实施例的透视图，其可被用来与根据本发明的一些方面的电连接器连接；

图19是根据本发明的电连接器的另一示例性实施例的透视图；

图20是图19中电连接器的截面图，沿图19中的20-20线所取；

图21是根据本发明的电连接器的另一示例性实施例的截面图；

图22是根据本发明的电连接器的另一示例性实施例的截面图；

图23是图22中电连接器的截面图，沿图22中的23-23线所取；

图24是根据本发明的电连接器的另一示例性实施例的截面图；

图25是根据本发明的电连接器的另一示例性实施例的截面图；

图26是图22中电连接器的截面图，沿图25中的26-26线所取；

图27是根据本发明的电连接器的另一示例性实施例的截面图；

图28是根据本发明的电连接器的另一示例性实施例的截面图；

图29是根据本发明的电连接器的另一示例性实施例的截面图；和

图30是根据本发明的电连接器的另一示例性实施例的截面图。

具体实施方式

在下面参考各附图根据本发明的各种示例性结构的描述中，由此形成一部分，并且在其中通过各种示例性设备、系统和环境的方式来显示，由此实施本发明的各个方面。可以理解的是，其他部分的具体设置、示例性设备、系统和环境可被运用，并且可在不脱离本发明范围内对结构性和功能性做出修改。同样，“上”、“下”、“前”、“后”、“侧面”、“背”以及相似的术语在本说明书用来说明本发明的各种示例性特征和元件，这些术语在此处的使用是出于方便，例如基于图中示例性的定位或是典型用法的定位。此外，术语“多个”，此处用于表示多于一个的任意数目，可连续或不连续的达到无穷数。本说明书的任何内容都不被解释成要求结构上特定的三维定位，以使其落入本发明的范围。并且，告知读者附图并非按比例绘制。

总的来说，本发明的各方面涉及电连接器，例如，在示例性实施例中为USB连接器。在示例性实施例中，电连接器可包括外壳和从外壳延伸的插头。插头包括至少一个柔性区域。本发明的一些方面涉及使用电连接器的电子设备，其中这些连接器具有至少一个柔性区域并且这些电子设备科包括例如记忆存储设备(如USB拇指驱动器)、USB线、USB适配器、电子手表、运动性能监控设备及类似。

本申请的各个附图图解了电连接器的示例。当同样的附图标记出现在多个附图中时，本说明书和附图中的附图标记是被一致使用的，始终用以指代相同或相近的部分。

参考图1-7，一个电连接器的示例100被示出，该连接器包括外壳102和从外壳102延伸的插头104。插头104包括至少一个柔性区域130。在一些示例性实施例中，插头104可包括至少一个刚性区域和/或至少一个柔性区域。

插头104包括至少一个互联点。在实施例中，插头104包括多个互联点。在一些实施例中，插头104包括在数字上(以及某些情况下，在设置上、材料上等)由电连接器的连接器类型(例如连接器类型可具有，除其他外，每一技术标准上的规定，例如USB2.0)规定的互联点。每个互联点包括引线105和接触点106。这些接触点106暴露在插头104的外表面，相对外壳的远侧设置，提供这种暴露和设置以使插头104和插头104插入的电子插座之间实现电性耦合，并且插入插头104的电子插座可被移除的插入(这里，属于“电性耦合”、“电性地被耦合”即其他衍伸的词语，被用来指代任何实现信号通信和/或电功率传送的连接，两者的其一或全部被理解为电连接器)。

引线105电性地耦合到接触点106。引线105从外壳102沿插头104的长度延伸。在一些示例性实施例中，一个或多个引线105可延伸进入外壳102而在方向上远离接触点106(如通过孔103，这里被描述并显示在图7中)。在一些示例性实施例中，一个或多个引线105可延伸穿过外壳102(例如穿过孔103，这里被描述并显示在图7中)。在一些示例性实施例中，一个或多个引线105可直接或间接地与一个或多个与连接器的电子设备连接的元件电性耦合(未示出)(此处，术语“电子元件”被用于指代电子、电性、机电或其他大体相近的元件，包括无论是否与连接器的电子设备或插座的电子设备相关、无论有源或无源以及无论单独提供还是在任意群、组件、模块或其他设置中提供，并且包括，例如电路板(填充的或其他)、模组、组件、集成电路、晶体管、二极管、电容、电感、感应器、致动器、显示技术、晶体、电源、电线、连接器、天线、保护技术等等)。在示例性实施例中，通过引线105，接触点106可电性耦合到器件的电子元件。在一些示例性实施例中，包括图1-7示出的示例性实施例中，引线105至少部分地被嵌入、封入或暗装在插头104中，此处更细致地介绍。

外壳102可以多种方式实施。在图1示出的示例性实施例中，外壳大体被描绘，即并非描绘任何具有相关的电连接器的电子设备。在各种示例性实施例中，其中一些在图8和15-18中描绘，外壳102可被作为例如记忆存储装置(如USB拇指驱动器)、USB先、USB适配器、电子手表或运动性能监测设备的一部分或相关联地实施。在不违背前述示例性实施例情况下，外壳102可作为其它具有可关联的电连接器的电子设备的一部分或相关联的来实施。在示例性实施例中，外壳102可为电子装置的一部分，插头104从此延伸。在示例性实施例中，外壳102可被理解成插头104与具有相关电连接器的电子设备之间的界限或基本界限。在示例性实施例中，外壳102具有一个或多个孔、通道、腔、凹部、内部或其它类似结构(如图7示出的内部90)，例如容纳(i)一个或多个在此延伸进入或穿过的引线105，如此处描述和/或(ii)一个或多个与连接器的电子设备关联的电子、机械、结构的或其它元件(未示出)。在一些示例性实施例中，这些孔、通道、腔、凹部、内部或其它类似结构的一些或全部可被填充，例如通过嵌铸、塑形、或其他制造工艺，以使在引线或任意这些元件相对外壳102被组装后，每个容纳处有任意这种结构。

图1中示例性的电连接器100的插头104被实施为具有上面114、下面116、侧面118和120、前面122、背面或后面124。在图1-7示出的示例性实施例中，特别是由图6所示出的，插头104沿其至少一部分长度上的横截面形状基本上为矩形(即通过图1示出的沿线6-6所取的横截面)。在其他示例性实施例中，插头104可被成型为不同或变化的形状，例如横截面可为圆形、椭圆、三角形、六边形、以上的组合或其他一些形状。插头104的横截面形状，以及其它物理特征(如尺寸、形状等)，可被构造成在其它因素中对应电连接器100的使用意图，包括，例如对应着一个或多个插头104可移除插入的电子插座的形状、尺寸、位置、朝向或其它物理特征。

在示例性实施例中，插头104被构造成可移除地插入相兼容的电子插座。在示例性实施例中，插头104根据连接器类型的规定而构造，兼容的电子插座相似地根据该类型规定而构造。例如，图1-7示出的插头104被构造成可移除地插入USB类插座(例如，其中USB类是USB2.0，USB2.0技术标准规定了插头和插座两者的构造，以保证兼容性，例如为了其间的电性耦合)。在一些示例性实施例中，插头104可额外地被构造成可移除地插入一个或多个非电子插座中(即，插座不具有电子元件)。由于这些非电子插座，插头104与插座机械啮合。图14示出了这种非电子插座1490的一个示例，电连接器1400如下面更细致介绍的与插座啮合。可以理解的是，任何期望的插座的使用不脱离本发明。

如此处所描述的，插头104具有提供插头104柔性的至少一个柔性区域130。在一些示例性实施例中，一个或多个柔性区域被实施为提供所选定的柔性特征。在其他示例性实施例中，一个或多个柔性区域可与一个或多个刚性区域结合来实施以提供所选定的柔性特征。这种柔性特征可包括插头的弯曲角度，如大于一选定角度，至少一个选定角度或至少达到一个选定角度或这些角度特征的组合。这种柔性特征也可包括与插头的弯曲有关的弯曲半径，如各自的半径、半径长度和运用半径对弯曲轴的定位。这种柔性特征也可包括插头的方向性弯曲，如在一个或多个选定方向上的弯曲元件，在一个或多个选定平面上的弯曲元件，或类似的。这种柔性特征也可包括物理参数，如弹性及其他。这种柔性特征也可包括与插头弯曲有关的弯曲半径，如各自的半径、半径长度和运用半径对弯曲轴的定位。这种柔性特征也可另外提供。这种柔性特征也可通过多个柔性区域来提供，多个柔性区域可被多样的实施。

在示例性实施例中，插头的柔性区域提供给插头相对于自然状态的弯曲。“自然状态”指的是插头104不被施加外力时的状态。弯曲的选定角度可在各种示例性实施例中有多种实施方式：偏离自然状态至少+/-10度、至少+/-30度、至少+/-60度、至少+/-90度。在图5示出的示例性实施例中，柔性区域130提供给插头104相对自然状态至少+/-60度的弯曲角度。当插座沿其提供给连接器的插入路径弯曲时，柔性区域130允许插头插入到插座中。例如，图8示出了插头804插入到装置800的非电子插座890时弯曲的例子，该插座890沿连接器插入路径弯曲。同样，当接入USB插座时，特别是其中接入在某种程度上受限时，柔性区域130允许插头104的插入(例如，在笔记本电脑中，USB插座位于电脑后方，或者，如果笔记本具有薄侧面，USB插座定位在侧边而使得插座与放置电脑的任何表面紧密相邻)。柔性区域130也可通过帮助吸收施加于电连接器的外力而改进电连接器的耐用性。柔性区域130也可通过消除与刚性或更坚硬的电连接器相关的设计限制而改进电连接器的运动性。

在示例性实施例中，插头104可弹性弯曲到此处所描述的选定角度的范围内，以使得插头104不会折断或遭受任何实质上的永久变形。在示例性实施例中，插头104可以在弯曲后返回自然状态。在其他的示例性实施例中，插头104弯曲到此处描述范围的选定角度，可导致至少一些永久性变形，但不会折断。插头104的弯曲可最大程度减小插入距离。在示例性实施例中，插头104的长度，如从外壳102至前插头122所测量的长度，可在使用具有一个或多个柔性区域的插头104时而被增加。在示例性实施例中，插头104的长度可大于标准USB的长度(如，其中USB类型为USB2.0，USB2.0技术标准规定插头和插座两者的构造，如插头的长度，以保证兼容性)。在一个例子中，插头104可比标准USB插头长1毫米。

在示例性实施例中，如图5示出的实施例，插头104被绘制成垂直弯曲，具有一个弯曲轴设置或基本设置在横向并沿插头104的中心/中部轴的方向上。确实，在图5中，插头的垂直弯曲可通过弯曲轴来提供，其不仅设置在沿中心/中部轴向上，也可沿垂直轴设置。可理解的是，在示例性实施例中，柔性区域130可提供插头104沿多个不同的弯曲轴而弯曲。在示例性实施例中，弯曲可沿着一个或多个弯曲轴，其中任何轴可具有沿一个或多个图1所示的中心/中部轴N、侧轴L和/或垂直轴X上的元件。在各种示例性实施例中，柔性区域130可为插头104提供垂直、水平和/或旋转偏折。在一些示例性实施例中，如此处说明的，这种弯曲可用来提供有角度的弯曲特性。在其他实施例中，柔性区域130可为插头104提供在其任意或全部六个自由度上的弯曲。插头104沿不同轴或自由度的弯曲可类似于此处描述的弯曲。

在示例性实施例中，柔性区域130可以是插头104长度上可识别出的部分。在一些示例性实施例中，整个插头104可以是柔性的，因此整个插头104可被看作是柔性区域130。在这样一个实施例中，插头104可用一种提供插头104相对自然状态向选定角度弯曲的材料制成，并且具有足够的硬度来抵抗损伤，同时也具备足够低的摩擦系数用来缓和插入以及将磨损最小化。在其它的实施例中，插头104可具有多个相同或不同弯曲性的柔性区域130。在示例性实施例中，柔性区域130的柔性从头到尾是可变化的。

插头104可包括由几种不同材料制成的部分，包括聚合物材料，强化聚合物材料，或其他复合物，以及其它类型的材料。插头的柔性区域130可至少部分地用柔性材料来形成，如热塑聚氨酯(TPU)、热固高弹体如聚氨酯或自然橡胶、硅胶材料、浇注硅胶、浇注氨基甲酸乙酯、环氧树脂、热塑高弹体(TPE)或任何其他可塑性高弹体或其他聚合物和/或其特性符合此处描述的要求的化合物材料。在示例性实施例中，柔性区域130可由一个或多个具有硬度为60-100邵氏A型硬度的材料形成，例如约80邵氏A型硬度。进一步可理解为，选择这种材料的特性为，例如强度、弹性、柔性、结合能力、与其他材料的兼容性等等。在不脱离本发明的范围内，这种材料可形成多种构造中的一种和/或使用多种不同的形成方法。

在示例性实施例中，插头104可省略任何刚性区域140，以使插头104的整体或基本上整体为柔性的。此处描述的其他示例性实施例中，插头104可包括至少一个刚性区域140。在一些示例性实施例中，插头104可包括多个刚性区域。总的来说，一个刚性区域140的具有小于柔性区域130的柔性。在一些示例性实施例中，刚性区域140具有基本上小于柔性区域130或柔性区域130的一些部分的柔性。在一些示例性实施例中，刚性区域140可为插头104长度上可识别的区域。为了阐明，如图1-7中示出的示例性实施例，刚性区域140从柔性区域130向插头122的前端延伸。在另一个实施例中，插头104可省略任何或基本上任何容易识别的刚性区域140，但刚性区域，在使用时没有展示或基本没有或是不显著的柔性，其至少与一个或多个柔性区域相关的偏折有关。刚性区域140可具有恒定的柔性，或在不同示例性实施例中在不同区域具有变化的柔性。在示例性实施例中，插头104可具有多个柔性相同或不同的刚性区域140。例如，图19和20示出了具有与此处描述的插头104相似结构的插头1904，其具有额外的刚性区域。插头1904包括位于第一刚性区域1940a和第二刚性区域1940b之间柔性区域1930。该示例性实施例中的第一刚性区域1940a位于外壳1902和柔性区域1930之间并且连接到柔性区域1930的一端。该示例性实施例中的第二刚性区域1940b连接到柔性区域1930的相对一端并形成插头1904的端头。在示例性实施例中，刚性区域1940a的刚性材料可延伸或穿入到柔性区域1930中，和/或柔性区域1930的柔性材料可穿入刚性区域1940a中。刚性区域1940a的这种延伸可为引线1905提供穿过柔性区域1930的结构以。在其它示例性实施例中，插头1904可包括从头至尾的额外的柔性或刚性区域，例如柔性区域和刚性区域的各种序列，以使得从外壳到插头前端具有选定的变化。作为一个示例，柔性区域和刚性区域的序列可被这样实施，其中：从邻接外壳102处开始，提供每个区域具有依次递减硬度的多个刚性区域；接下来是多个柔性区域，穿过接触点106，每个区域的柔性依次递增(或可选择的，具有这种增加，即接着一个或多个在后面的区域具有递减的柔性)；再接着一个刚性区域，其中该区域具有固定的相对较高的硬度(如，可能伴随一个相对较低的摩擦系数)。

在示例性实施例中，刚性区域140至少部分地用低摩擦高强度材料形成，以允许更容易的插入插座中，如玻璃填充聚丙烯、乙缩醛材料、聚碳酸酯(PC)、丙烯晴丁二烯苯乙烯(ABS)以及尼龙。刚性区域140可选择如此处描述的在形成插头104的二次成型工序中被使用的材料与柔性区域的材料键合。这种材料被形成为多种构造和/或使用多种不同的形成方法，而不脱离本发明的范围。在示例性实施例中，刚性区域140可由一种或多种具有硬度至少70邵氏D型硬度以上的材料制成。

在示例性实施例中，插头104包括接触载体150。在图7示出的实示例性施例中，接触载体150位于刚性区域140中，并且给刚性区域140提供硬度。在该示例性实施例中，刚性区域140的部分长度包括柔性区域130的至少一些柔性材料。然而，在该示例性实施例中，接触载体150的硬度阻止刚性区域140此处描述的柔性区域130的弯曲程度。从图2和图4中看出，该实施例中的接触载体150具有在插头122前端成斜面的突出区域156。斜面的长度和角度可不脱离本发明的范围而变化。斜面的突出部分156有助于插头104插入到插座中，并且避免了使连接器100弯曲的力，同样也有助于避免接触点106和柔性区域130的损伤。图1-3示出的接触载体150同样具有插头122前端侧面118、120上的曲面。在其他实施例中，可以或选择性的在插头122前端的底面和/或侧面上形成斜面和/或曲面。

从图6可看出，接触载体150可包括被多个凹部154隔开的多个平台152，多个凹部154相对平台152凹进。在图6示出的示例性实施例中，接触载体150包括在长度、宽度、深度上与接触点106一致的四个平台152，以使得接触点106可在插头114的上表面上实施而实现与相关的电子插座的电性耦合。在其它实施例中，平台152的数目以及平台152的尺寸可不脱离本发明范围而不同。如图6-7和图13示出，接触点106可被平台152固定、啮合和/或支持。同样，如图6所示，柔性材料(此处描述参考柔性区域130)可至少部分地填充到凹部154。柔性材料和接触载体150的接合改善了元件之间的连接。在其他的实施例中，接触载体150可具有不同的结构或尺寸。例如，载体150可具有平台152，其中每个都支持多个接触点106或单个平台或其他表面支持所有接触点106。

在示例性实施例中，接触载体150可包括一个锁定元件。图14示出了具有锁定元件1460的接触载体1450，其被构造成接合非电子插座1490里的互补结构。图14中锁定元件1460包括接触载体1450的下表面里的凹口1470。当电连接器1400被插入到非电子插座1490，凹口1470接合插座1490中的互补结构1480，由此连接器1400可除去的被保持在该插座1490中。在图14绘出的示例性实施例中，连接器1400可从插座1490移出，如通过足够力量的拔出。在示例性实施例中，插座1490和/或连接器1400上的锁定结构可包括移动元件，其可被机械地致动以释放(和/或实现)接合。可以理解的是，其他类型的插座，包括电子插座，可包括接合插头104的锁定元件1460的结构。

在示例性实施例中，如图29和30所示，接触载体150可部分被封入壳180中。可以理解的是，例如，USB型号是USB2.0，USB2.0技术标准规定了金属壳来围绕插头的构造。在示例性实施例中，部分壳180围绕接触载体150的至少一部分，并且被构造成避免插头104不准确的插入到插座中。例如，在图29-30中，插头104具有与接触载体150的底面和侧面接触的金属壳180，且具有在接触载体150上面延伸的金属延伸181。当插头104试图不正确的插入时，壳180的金属延伸181可碰撞或邻接插座的部分，由此阻止插头104不正确的插入。因为金属材料的低摩擦系数，金属延伸181和壳180总体上增强了插入的容易度，同时也防止了磨损和撕裂。

图1-8示出的插头104和此处其他的实施例包括从外壳102延伸到接触点106和/或接触载体150和/或插头前端的梁梁132。在示例性实施例中，梁132至少部分地嵌入引线105中。梁132可提供插头的形状，例如从外壳102到接触点106和//或接触载体150和/或插头前端。在图7示出的实施例中，作为覆盖插头至少部分长度Lp插头的最大厚度Tp，梁132具有相同或基本相同的厚度。在示例性实施例中，梁132可具有可变化的厚度和/或其他结构特征。例如，图21-24所示，梁132具有比插头厚度Tp小的厚度Tb。如图23所示，梁的宽度Wb也可比插头的最大宽度Wp小。如图25和26所示，梁132的厚度Tb和/或宽度Wb也可逐渐减小。图25和26示出的实施例阐释了梁132的上下侧面可向内成角度来产生逐渐减小的厚度Tb和/或宽度Wb。在其他实施例中，一些这些表面可以是直的(平行于梁132的中心线)，而一个或多个该表面可以成角度来产生逐渐减小的厚度Tb和/或宽度Wb。在进一步的实施例中，逐渐变小的梁132可具有锥形或曲线锥形的圆形、椭圆形或其他弯曲横截面。在进一步实施例中，逐渐变小的梁132可具有沿梁132的长度变化的横截面，其中横截面可包括各种序列、渐变或矩形、椭圆、圆形和/或其他形状的组合，具有提供任何其他截面的各种锥形。

在示例性实施例中，如图28所示，梁132可形成节点136。尽管其它实施例可包括形成不同结构的节点，但图28中的节点136通过凹口或减小的梁132的厚度部分形成。节点136可增加梁132的柔性。节点可改进梁抵抗永久变形的能力。可以理解的是，节点136通过在梁132的上下表面的凹口形成，增加了梁132的垂直柔性。在其它的实施例中，梁132可额外或可选的包括其他面上的节点136，和/或在其中、跨过或包括多个表面，和/或在其他的构造中，其可增加梁132在其他方向上的柔性，包括垂直、对角和/或旋转。在示例性实施例中，可以理解的是，图25-28的梁132可被额外结构134围绕，如另一种材料的壳或涂层，包括比此处描述的柔性区域130as的材料柔性更大或更小的材料(例如，插头的横截面可通过梁和这种覆盖材料的结合而形成)，或者不被覆盖。结构134可以是柔性区域130的一部分，其具有与梁132相同或不同的柔性。可选择的，结构134可以是刚性区域140的一部分(例如，其中USB型是USB2.0，USB2.0技术标准规定了关于插头材料的构造)。在示例性实施例中，梁132可形成或提供一个或多个插头104的柔性区域130。在示例性实施例中，梁132可形成或提供插头104的一个或多个刚性区域140。在示例性实施例中，柔性区域130和引线105共同在梁长度的至少一部分上形成梁132的整个厚度，其允许梁132至少在柔性区域130处弯曲，如图7所示。

在图1-7的实施例中，引线105嵌入或穿过柔性区域130并且连接接触点106。如图5所示，引线105大体上沿插头104的中心/中部轴定位。可以理解的是在其他实施例中，引线105可沿不同轴定位，而不沿插头104的中心/中部轴定位。引线105的定位可能影响到柔性区域130的柔性和/或在弯曲时施加到引线105上的张力。另外，引线105的长度可与接触点106的长度各自独立改变。接触点106以一定的方式成型和设置，例如接合具有特定方式的其他接触点。例如，图1-7中的接触点106被成型且设置以接合USB插座的接触点。然而，接触点106可在不脱离本发明的范围内以其他方式成型和定位，例如需要一种不同的连接。任何所需的接触点和/或电性耦合结构可在不脱离本发明范围使用，包括本领域公知的传统接触点和/或电性耦合结构。引线105和接触点106可以用弹性金属或其他具有低电阻/高导率的导电材料形成，并且其各种特性能够基本上不会产生永久变形或断裂而中断引线105和接触点106的操作。这种材料的示例包括，强化不锈钢(如全硬不锈钢302/304)，回火弹簧钢(如Blue Temper1095弹簧钢)，或者铍铜合金。在示例性实施例中，这些钢材可组合使用，例如合金或者其他，组合使用可以达到各种性能要求、目标和其他目的。这种目的可包括单独的或组合的，例如优化抗蚀性、获得选定的柔性、获得选定弹性和/或提供选定的材料电导率/电阻。引线105和/或接触点106也可具有如金或镍的涂层以实现如此处描述的多种性能要求、目标和其他目的。图9-13示出了一种使用二次成型技术制造电连接器100的方法的示例性实施例。外壳102和接触载体150可单独制造来包括各种选定的结构特征。这些选定的结构特征包括此处描述的那些特征的一个或多个，例如外壳102中的开口103以及突出部分156、平台152和接触载体150的凹部154。在示例性实施例中，接触载体150被成型，例如注塑。接触载体150可使用与其他实施例不同技术制造，例如机器制造。金属互联点(集成了引线105和接触点106)用一个或多个单独的导电构件形成，例如通过冲压、机器焊接或其他施工技术。

如图10所示，在制造时，外壳102、互联点(连接到引线105和接触点106)以及接触载体150被放置在二次成型工具中的各自的位置上。引线105被插入到外壳102中，以使得其从开口103向接触载体150延伸。开口103为外壳102的内部90提供入口。在一些示例性实施例中，开口103的形状可为矩形(或基本矩形)，在其他的示例性实施例中，开口103可被成型或构造成矩形以外的结构，如圆形、椭圆、三角形、六边形等等。在一些示例性实施例中，在制造电连接器的该方法或其他一些方法中，引线105可被电性耦合到一个或多个电子元件，这些元件设置在外壳的内部90中或者与连接器的电子设备关联。接触点106设置成与接触载体150的各个平台152接合，以便通过二次成型工艺固定在平台152上。在制造的示例中，通过结合材料或载体150上的接合结构，接触点106可与接触载体150接合或放置其中，以使得接触点106在二次成型工序中不会被移位。

在二次成型工序中，二次成型工具在他们各自的位置上容纳外壳102、互联点(至引线105和接触点106)以及接触载体150在。参考图11说明，外壳102、引线105和接触点106和接触载体150被容纳在各种位置上，当柔性聚合物被注入成型时，其填充外壳102、引线105和接触点106和接触载体150周围的空间。二次成型聚合物材料形成连接接触载体150和外壳102的梁132。柔性材料的组合、引线105、接触点106和接触载体150形成从外壳102延伸的柔性插头104。二次成型的柔性聚合物材料也可把前述的所有元件容纳在一起，包括外壳102、引线105、接触点106和接触载体150。在示例性实施例中，例如图6绘出的示例性实施例，填充在接触载体150的凹部154中的柔性聚合物材料如此处描述的增强了结合性。另外，柔性聚合物材料可在接触载体150的最后端(即图7中的最左后端)和引线105之间穿过，以使得在一个实施例中引线105的向下弯曲105a与接触载体150的后边缘隔开。这种构造可以通过吸收和/或消散在弯曲时由接触载体150的后边缘施加在柔性区域130上的压力，从而减小插头104在弯曲时接触载体150和接触点106和/或引线105上的所受的力。在示例性实施例中，如图12绘出的实施例，二次成型的聚合物材料延伸或穿过开口103，例如其可加强插头104和外壳102之间的结合。此外，在示例性实施例中，二次成型聚合物材料可以产生外壳102和插头104之间的防水密封。

如图12和13所示，由这种制造工序产生的插头104具有(i)由柔性聚合物二次成型材料形成的柔性区域130以及(ii)如此处描述的至少部分由接触载体150形成的刚性区域140。二次成型工艺使接触点106暴露。其它二次成型技术以及其它类型的技术，可以用来形成图示构造中的插头104，同样也可以是其它实施例中的其他构造。例如，在一个可选的示例性实施例中，柔性材料通过室温下操作的铸造或灌注工艺形成。在其他示例性的实施例中，外壳102和插头104可通过除二次成型外壳102、引线105、接触点106和接触载体150之外的方法连接。例如，外壳102和插头104可单独构造，并随后通过例如使用紧固装置、粘结剂或其他结合材料、焊接(如超声波焊接)而连接。在其他的制造示例中，插头104和外壳102可经由二次成型互联点一体形成，互联点由此提供引线105和接触点106。在其他制造的示例中，插头104和外壳102可通过机器切削加工或成型工艺而一体形成，并随后提供引线和接触点(如通过互联点插入预定的通道、或通过其他的沉积技术、或通过这些技术的组合，或这些技术与其他技术的组合的组合)。在其它示例性实施例中，梁132和接触载体150可一体形成，随后通过二次成型结构134到梁132和接触载体150而形成结构134。

可以将各种电气设备结合到电连接器100的各个实施例中。例如，图15阐释了电连接器1500(如此处描述的)的一个实施例，被用来和电脑控制的运动性能检测装置1501连接，其中装置1501包括外壳1502，连接器1500被构造成插入USB插座中。在这个示例性实施例中，在身体运动时，连接器1500接合到非电子插座1590，即为了保持装置1501在使用者的手臂上。因此，该示例性实施例中的连接器1500可因柔性而受益，使得在特定方向上提供更容易的插入和更好的插入插座1590中，并且更好的吸收预设和随活动/运动使用而产生的力。图15示出了运动性能检测装置的示例，其和电连接器连接的使用在2011年11月1日提交的美国专利申请号13/287,047以及美国专利申请公开号2012/0253485中进行了说明，其此处通过参考被合并并作为其中的一部分。

如16示出了此处描述的电连接器1600的一个实施例，其用来和电子表1601连接，该电子表包括具有控制器1620的外壳1602和具有由控制器操纵的多个用户输入端的用户界面1630。表1601包括在手表使用期间接纳连接器1600的插座1690，其中插座1690可为电子或非电子的插座。插头1604可进一步构造成拔出并插入独立装置的USB插座，例如电脑，以用于数据的上传/下载。手表1601也可包括运动性能检测装置，并可包括实现该功能的各个电子元件。因此，此示例性实施例中的连接器1600也可因柔性而受益，使得在特定方向上提供更容易的插入和更好的插入插座1690中，并且更好的吸收随活动/运动使用而产生的力。手表的示例具有一控制器和用户界面以及使用时用于连接电子设备的与控制器操作关联的多个用户输入，如图16所示，在2010年4月26日提交的美国专利申请号12/767,288以及美国专利申请公开号2011/0003665的中对此进行了说明，其此处通过参考被合并并作为其中的一部分。

图17和18阐释了另外的实施例。图17阐释了此处描述的与包括外壳1702的便携式记忆存储(如USB拇指驱动器)装置1701相连接的电连接器1700的实施例。图17的连接器1700被构造成接纳USB端子。图18阐释了此处描述的与包括外壳1802的连接线(如USB)1801相连接的电连接器1800的实施例。电连接器1800被构造成接纳USB端子。尽管图18未示出，此示例性实施例中的连接线1801可通过每个装置各自的插座连接到各种装置，这种装置包括，如电脑周边(如键盘、设备、显示器)、数码相机、打印机、便携式媒体播放器、存储单元(如光驱)、智能手机、PDA以及电子游戏机和其他装置，并且可被用于连接这些装置到其他装置、设备和/或电源。存储装置1701和连接线1801可受益于连接器1700、1800提供的更大灵活性以实现更广泛的应用和使用。还有电连接器100的其他的使用和应用可在本发明范围内实现，其对本领域技术人员来说是可知的。

此处描述了几个不同的实施例，包括图1-18示出的示例性实施例。可以理解的是，这些各种实施例的任何特征可被组合和/或互换。例如，此处描述的图15-18的实施例中，插头104可保持直线或在使用时部分弯曲，参考图5和8此处所描述的。此外，图8和15-18示出和描述的示例性实施例中的电连接器可具有参考图1-7、9、13和14描述的任意其他构造和变形。进一步，图1-18阐释的所有实施例包括在插头114上部的接触点106。然而，在其他实施例中，插头122的底部116、侧面118、120和/或前面可额外的或可替换的包括与此处描述的结构和功能相似的接触点106。在示例性实施例中，一个或多个接触点106可以不沿直线路径延伸，而可以是曲线的。

此处描述的电连接器和插头相比现有产品提供了很多优点和益处。例如，当插座的通道在任何方向上受限时，柔性区域130允许插头104插入(例如，插头的中心轴偏离了插座的中心轴)。而且，柔性区域130允许插头插入具有非直线内部构造的插座(电子的或非电子的)中。因此，其为需要不同形状、尺寸、和/或定向的电连接器的那些电子设备中的电连接器提供了更多的应用可能。作为一个示例，柔性区域130提供了插头104的弯曲以更好地匹配特定电子设备和/或这种设备特定部分的形状、尺寸、定向和/或使用条件。图15示出了一个这样的构造，其中设备被用在运动检测器上，并且其中插头不仅提供与电子插座的电子耦合，而且提供在设备使用期间的锁定接合。在这种构造中，柔性插头相比使用刚性直插头具有一些优点，例如提供更容易插入且更好的配合插座，以及更好地吸收预期的和随活动/运动产生的力。在另外的示例中，柔性区域130的尺寸和形状可根据特定的插座而定制。作为进一步的示例，可以被设计柔性区域130的尺寸和形状以改进电连接器的性能，例如通过帮助吸收连接区域附近或周围的外力和冲击而改进连接器的耐用性。这种冲击可经常发生在特定的电子设备上，而柔性插头通常可以比刚性直插头更好的吸收这些冲击。柔性区域130也可通过消除与刚性电连接器相关的设计局限而改进电子设备的运动性。本领域技术人员可以认识到进一步的优点和益处。

本发明的说明参考具体的示例，包括这里实现本发明的优选实施例，本领域技术人员会理解上述描述的系统和方法的大量变化和替换。因此，本发明的精神和范围在附加的权利要求中应当被宽泛的解释。

Claims (27)

1.一种电连接器，该电连接器被构造成可移除地插入电子插座中，该电连接器包括：

外壳；以及

从该外壳延伸的插头，

该插头包括一柔性区域，其中该柔性区域被构造成提供插头相对自然状态弯曲至少+/-10度的角度。

2.如权利要求1所述的电连接器，其中该柔性区域被构造成提供插头相对自然状态弯曲至少+/-30度的角度。

3.如权利要求1所述的电连接器，其中该柔性区域被构造成提供插头相对自然状态弯曲至少+/-60度的角度。

4.如权利要求1所述的电连接器，其中该柔性区域被构造成提供插头相对自然状态弯曲至少+/-90度的角度。

5.如权利要求1所述的电连接器，其中该插头包括与该柔性区域连接的刚性区域。

6.如权利要求5所述的电连接器，其中该柔性区域包括柔性梁，且该刚性区域包括接触载体，该柔性梁在该外壳和该接触载体间延伸。

7.如权利要求6所述的电连接器，进一步包括一个或多个引线，这些引线的至少一个至少部分被嵌入柔性梁中。

8.如权利要求5所述的电连接器，其中该插头进一步被构造成插入到具有弯曲的插入路径的非电子插座中。

9.如权利要求5所述的电连接器，其中该柔性区域由一种或多种具有硬度为60-100邵氏A硬度的材料形成。

10.如权利要求5所述的电连接器，其中该柔性区域由一种或多种具有硬度为至少70邵氏D硬度的材料形成。

11.如权利要求6所述的电连接器，其中该接触载体包括被多个凹部分隔开的多个平台，该多个凹部相对该多个平台凹进，并且其中该插头进一步包括形成该柔性区域的柔性材料，并且该柔性材料至少部分填充这些凹部。

12.一种电子设备，包括：

外壳；

至少部分位于该外壳中的印刷电路板；

与该印刷电路板通信并从该外壳延伸的多个引线；和

连接器，包括：

连接到该外壳并从该外壳延伸的插头，其具有连接到引线的多个暴露的接触点，其中该插头被构造成用于插入插座中以放置多个接触点为与插座通信，并且实现该插头和该插座间的通信；

其中该插头包括柔性区域和刚性区域，其中该柔性区域被构造成提供插头相对自然状态弯曲至少+/-10度的角度。

13.如权利要求12所述的电子设备，其中该电子设备是闪存驱动器。

14.如权利要求12所述的电子设备，其中该电子设备是USB插头。

15.如权利要求12所述的电子设备，其中该电子设备是运动性能监测装置。

16.如权利要求12所述的电子设备，其中该电子设备是手表，其具有控制器和用户界面以及与该控制器操作地相关联的多个用户输入部。

17.如权利要求12所述的电子设备，其中该柔性区域被构造成提供插头相对自然状态弯曲至少+/-30度的角度。

18.如权利要求12所述的电子设备，其中该柔性区域被构造成提供插头相对自然状态弯曲至少+/-60度的角度。

19.如权利要求12所述的电子设备，其中该柔性区域被构造成提供插头相对自然状态弯曲至少+/-90度的角度。

20.如权利要求12所述的电子设备，其中该刚性区域包括连接到该柔性区域并从该柔性区域延伸的接触载体，其中接触点至少部分被安装在接触载体上。

21.如权利要求20所述的电子设备，其中该柔性区域包括连接到该外壳和该接触载体的梁，且该梁在该外壳和该接触载体间延伸。

22.如权利要求21所述的电子设备，其中这些引线至少部分被嵌入梁中。

23.如权利要求12所述的电子设备，其中该电子设备进一步包括非电子插座，其中该插头被构造成可移除地接纳在非电子插座中。

24.如权利要求12所述的电子设备，其中该柔性区域由一种或多种具有硬度为60-100邵氏A硬度的材料形成。

25.一种用于制造电连接器的方法，包括：

组装外壳、多个导电构件以及接触载体，以使得这些导电构件从外壳延伸并且与接触载体接合；

在这些导电构件和接触载体周围成型柔性聚合物材料，以连接该接触载体到该外壳，并形成从该外壳延伸的插头，该插头包括具有柔性聚合物材料的柔性区域和具有接触载体的刚性区域；

其中该多个导电构件具有在插头外表面上形成接触点的暴露部分，以及穿过柔性聚合物材料形成从接触点向外壳延伸的引线的嵌入部分，其中该插头该构造成插入插座中以放置接触点为与该插座通信，并且实现该插头和该插座间的电子耦合。

26.一种如权利要求25所述的用于制造电连接器的方法，其中该柔性聚合物材料连接该外壳和该接触载体并在该外壳和该接触载体间延伸。

27.一种如权利要求25所述的用于制造电连接器的方法，其中该接触载体包括被多个凹部分隔开的多个平台，该多个凹部相对该多个平台凹进，并且其中该插头进一步包括形成该柔性区域的柔性材料，并且该柔性材料至少部分地填充这些凹部。