CN104979716A - 连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有检测到异常发热就切断通电的热保护电路的连接器。本发明的连接器(200)具有：树脂制的罩部(21)，插入有缆线(10)的一端，插头部(22)，被支撑为从罩部的顶端突出的状态，插入插座内，具有绝缘体(23)、被绝缘体支撑的多个接触端子(24)、覆盖绝缘体的外周侧的金属壳(25)，印刷电路板(27)，配置于罩部内，安装有热保护电路(32)；热保护电路具有：场效应晶体管(34)，插入印刷电路板的电源线，温度开关集成电路(33)，用于检测温度，当检测温度超过预定的温度时，输出用于通过场效应晶体管切断电源线的异常发热信号；还具有使金属壳与温度开关集成电路热性结合的金属搭接构件(360)。

Description

连接器
技术领域
本发明涉及一种具有检测到异常发热就切断通电的热保护电路的连接器。
背景技术
关于这种连接器，在专利文献1中记载有如下的内容，即，在连接缆线导体与连接器针的印刷电路板上安装有热保护电路，热保护电路具有感温元件(热敏电阻)和电力切断开关(FET)，在导通连接电源用(VBUS)的缆线导体与连接器针的基板导电路上插入切断开关，当感温元件超过预定的温度时，通过切断开关切断电力(电流)供给。
专利文献1：美国专利第8498087号说明书
在连接器中具有热保护电路的情况下，如在现有技术的连接器上发现的那样，热保护电路需要安装在与缆线连接的连接部上。因此，连接器中具有的热保护电路具有如下的趋势，即，对在与缆线连接的连接部中的异常发热的灵敏度良好，但是对在与配套连接器连接的连接部中的异常发热的灵敏度变得迟钝。现有技术的连接器存在如下的问题：不具有将与配套连接器连接的连接部的热积极且高效率地传导至热保护电路的温度传感器部的结构，针对在与配套连接器连接的连接部上的异常发热，无法高灵敏度地切断通电。
特别是，就微型USB插头等小型且强度小、与配套连接器连接的连接部容易变形的连接器而言，存在如下的问题：在未连接(嵌合)于配套连接器的状态下，通常组装于输出侧设备的保护电路不起作用，有时与配套连接器连接的连接部会异常发热，却无法针对在与配套连接器连接的连接部上的异常发热高灵敏度地切断通电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连接器，能够将与配套连接器连接的连接部的热量积极且高效率地传导至热保护电路的温度传感器部，来针对在与配套连接器连接的连接部上的异常发热，高灵敏度地切断通电。
第1种解决方法是作为第1技术方案的连接器。其特征在于，该连接器具有：罩部(与缆线连接的连接部)，由绝缘性合成树脂制成，插入有缆线的一端，插头部(与配套连接器连接的连接部)，被支撑为从所述罩部的顶端突出的状态，插入配套连接器内，该插头部具有绝缘体、被所述绝缘体支撑的多个接触端子、覆盖所述绝缘体的外周侧的金属壳，印刷电路板，配置于所述罩部内，安装有热保护电路；所述热保护电路具有：场效应晶体管，插入所述印刷电路板的电源线中，温度开关集成电路，用于检测温度，当该检测温度超过预定的温度时，输出用于通过所述场效应晶体管切断所述电源线的异常发热信号；该连接器还具有金属搭接构件，该金属搭接构件使所述金属壳与所述温度开关集成电路热性结合。
此处，温度开关集成电路优选为内置有所述场效应晶体管的(集成电路作为第3种解决方法的第3技术方案的连接器。)。
第2个解决方法是作为第2技术方案的连接器。如第1技术方案的连接器，其特征在于，由金属板材形成且与所述金属壳一体形成，以与所述温度开关集成电路相向的方式从所述金属壳延伸至所述罩部内，并且形成有与所述温度开关集成电路接触的传热部。。
第4个解决方法是作为第4技术方案的连接器。如第1技术方案的连接器，其特征在于所述金属搭接构件，所述金属搭接构件，由金属板材形成且与所述金属壳一体形成，以与所述温度开关集成电路相向的方式从所述金属壳延伸至所述罩部内，并且形成有与所述温度开关集成电路接触的传热部，所述传热部由弹性片构成。
第5个解决方法是作为第5技术方案的连接器。如第1技术方案的连接器，其特征在于，所述金属搭接构件，由金属板材形成且与所述金属壳一体形成，以与所述温度开关集成电路相向的方式从所述金属壳延伸至所述罩部内，并且形成与所述温度开关集成电路接触的传热部，所述金属搭接构件具有导热树脂片，所述导热树脂片贴附于所述传热部与所述温度开关集成电路中的一者的接触面，位于所述传热部与所述温度开关集成电路的两接触面之间。
第6个解决方法是作为第6技术方案的连接器。如第1技术方案的连接器，其特征在于，该连接器是基于微型USB标准的插头。
第7个解决方法是作为第7技术方案的连接器。如第1技术方案的连接器，其特征在于，所述金属搭接构件由金属板材形成，且与所述金属壳分开另外地形成，与所述金属壳成为一体并从所述金属壳延伸到所述温度开关集成电路。
根据第1技术方案的连接器，由于作为插头部的覆盖物的金属壳通过金属搭接构件与温度开关IC热性结合，所以能够积极并高效率地将插头部的热量传导至温度开关IC，能够针对在插头部发生的异常发热，灵敏度良好地切断通电。另外，能够针对配套连接器侧的异常发热，灵敏度良好地切断通电。
根据第3技术方案的连接器，能够将温度开关IC与FET集成于1个芯片上。
根据第2技术方案的连接器，由于金属搭接构件与金属壳形成为一体的部件，所以能够不增加连接器的部件数量以及装配工作量，就具有金属搭接构件。
根据第4技术方案的连接器，由于由弹性片构成传热部，所以传热部能够一边吸收连接器的产品尺寸的偏差一边可靠地与温度开关IC接触(紧贴)。另外，能够防止在装配连接器时，传热部向温度开关IC施加过度的负载。
根据第5技术方案的连接器，通过在传热部与温度开关IC中的一者的接触面上贴附导热树脂片，从而在装配连接器时，导热树脂片实现缓冲件的作用，能够防止传热部向温度开关IC施加过度的负载。
根据第6技术方案的连接器，该连接器是基于微型USB标准的插头，所以微型USB插头能够检测到异常发热就切断通电，而且，针对在插头部发生的异常发热，能够灵敏度良好地切断通电。
根据第7种技术方案的连接器，由于金属搭接构件与金属壳分体形成的，所以与金属搭接构件与金属壳一体形成的情况相比，能够削减金属搭接构件以及金属壳的制造成本。
附图说明
图1是作为本发明的实施方式的连接器所连接的配套连接器的主视图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是设有连接器的缆线的结构图。
图4是连接器的立体图。
图5是连接器的主视图。
图6是图5的A-A剖视图。
图7是连接器的俯视图。
图8是连接器的仰视图。
图9是连接器的从上表面侧观察的分解立体图。
图10是连接器的从下表面侧观察的分解立体图。
图11是示出热保护电路的电路图。
图12是示出连接器的连接状态的剖视图。
图13是示出在插头部的异常发热状态的主视图。
图14是示出具有连接器的金属搭接构件的作用的剖视图。
图15是作为本发明的另一个实施方式的连接器的侧剖视图。
图16是示出图15的连接器的外观的立体图。
图17是使图16的包覆模透明化的状态的立体图。
图18是使图17的内模透明化的状态的立体图。
图19是使图18的金属搭接构件透明化的状态的立体图。
图20是将图18颠倒过来的状态的立体图。
图21是插头部的分解立体图。
图22A是金属搭接构件的立体图，图22B是绝缘包覆金属搭接构件的状态的立体图。
其中，附图标记说明如下：
1 插座(配套连接器)
10 缆线
20 插头(连接器)
21 罩部
22 插头部
23 插头主体
24 插头侧接触端子
25 插头侧金属壳
27 印刷电路板
30b 缆线连接部上面罩部
32 热保护电路
33 温度开关IC
34 FET
35、35a 传热部
36 金属搭接构件
37 导热树脂片
200 插头(连接器)
360 金属搭接构件
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
作为本发明的实施方式的连接器是基于微型USB(2.0)标准的插头。因此，其配套连接器是基于微型USB(2.0)标准的插座。以下，将作为本发明的实施方式的连接器称为“插头”，而将其配套连接器称为“插座”。另外，虽然插头在与插座相向的状态下插入插座内，但是在本说明书中，将插头和插座各自的彼此相向的一侧称为“前”，将相反侧称为“后”。
首先，参照图1、图2以及图12，对作为本发明的实施方式的插头所连接的插座进行说明。图1是插座的主视图，图2是图1的A-A剖视图，图12是示出插头的连接状态的剖视图。
如图1、图2以及图12所示，插座1具有：壳体3，前侧以开口的方式形成有用于插入插头20的插头插入部2；5个插座侧接触端子4，由壳体3支撑并露出于插头插入部2内。壳体3具有筒状的插座侧金属壳5和插座主体6，该筒状的插座侧金属壳5是通过将该导电性金属板材冲压成预定的形状，再进行弯曲加工而形成的屏蔽构件，插座主体6是支撑插座侧接触端子4的绝缘体。
插座侧金属壳5一体地形成有连接于基板的基板连接端子5a与后表面罩5b。
插座主体6一体地形成有嵌入插座侧金属壳5的后端部的后壁部6a与从后壁部6a的前面突出的平板状的端子支撑部6b，将端子支撑部6b支撑为突出至插头插入部2内的状态。另外，在插座主体6的端子支撑部6b的下表面形成有横排配置的5个沿着前后方向的端子容置槽部6c。该插座主体6是浇注绝缘性合成树脂材料而成形的。
插座侧接触端子4是通过将导电性金属板材冲压成预定的形状，再进行弯曲加工而形成的，然后，通过嵌件成型而与插座主体6一体成形并被支撑。就该插座侧接触端子4而言，与插头侧接触端子24接触的接触片部4a处于以下表面沿着端子容置槽部6c露出的状态埋设固定于端子支撑部6b的下表面的状态，并且，连接于基板的基板连接片部4b处于从后壁部6a的下部引出至外部的状态。
在图1中从左至右，插座侧接触端子4按照以下的顺序排列成一横排：第1个是电源用(VBUS)，第2个是差分信号用(D-)，第3个是差分信号用(D+)、第4个是ID识别用(ID)，第5个是接地用(GND)。
就插座1的装配而言，从后端开口将一体地成形有插座侧接触端子4的插座主体6插入插座侧金属壳5内，将后壁部6a嵌入插座侧金属壳5的后端部，用后表面罩部5b覆盖后壁部6a的后表面，依次将插座主体6固定于插座侧金属壳5内。
如以上构成的插座1应用于充电用途、数据通信用途，搭载于以智能手机为代表的便携式电话、平板终端等小型便携式电子设备。具体地，安装在与二次电池一起内置于设备机壳中的印刷电路板的边缘部，插头插入部2形成朝向设于机壳侧面部的插头插入口的开口。插座1向基板的安装，将基板连接片部4b以及基板连接端子部5a分别焊接在设于基板的焊盘、通孔等插座连接部上。
接下来，参照图3对设有作为本发明的实施方式的插头的缆线进行说明。图3是缆线的结构图。
如图3所示，缆线10是基于微型USB(2.0)标准的缆线，具有4条芯线11、屏蔽层12、加强线14、外皮13。
芯线11是用绝缘体11b包覆导体11a的绝缘电线。导体11a例如由镀锡的铜线等组成。绝缘体11b例如由聚氯乙烯构成。4条芯线11分别是电源用(Vcc)、接地用(GND)、成对的差分信号用(D-)以及(D+)。成对的芯线11以平行线的状态或者搓成一股的状态内置于缆线10内。
屏蔽层12具有内屏蔽层12a和外屏蔽层12b，具有双层结构。例如，内屏蔽层12a由铝箔带形成，卷绕于芯线11来覆盖其外周。例如，外屏蔽层12b由对镀锡的铜线进行编织而成的编织管形成，覆盖内屏蔽层12a的外周。
加强线14由截面形状是圆形的金属线形成，埋入在屏蔽层12的内屏蔽层12a与外屏蔽层12b之间。
作为缆线10的保护外皮的外皮13由例如聚氯乙烯等绝缘体形成，覆盖屏蔽层12的外周。
以下，参照图4至图14，对作为本发明的实施方式的插头进行说明。图4是以使罩部半透明(用双点划线表示罩部)的状态来示出插头的外观的立体图，图5是示出插头的外观的主视图，图6是以在图5的A-A线剖切的状态来示出插头的内部结构的剖视图，图7是以使插头侧金属壳透明化的状态来示出插头的内部结构的俯视图，图8是以使壳罩透明化的状态来示出插头的内部结构的仰视图，图9是以插头分解的状态来示出插头的结构的从上表面侧观察的立体图，图10是以插头分解的状态来示出插头的结构的从下表面侧观察的立体图，图11是示出热保护电路的电路图，图12是示出如上述的插头的连接状态的剖视图，图13是示出插头部的异常发热状态的主视图，图14是示出插头具有的金属搭接构件的作用的剖视图。
如图4所示，插头20具有：绝缘性合成树脂制的罩部21，插入有缆线10的一端；插头部22，被支撑为从罩部21的顶端(前端)突出的状态。如图12所示，插头部22插入插座1内，具体地，插入插座侧金属壳5的内侧，即，插入插头插入部2内。
如图4至图10所示，插头部22具有：作为绝缘体的插头主体23；5个插头侧接触端子24，被插头主体23所支撑；筒状的插头侧金属壳25，是覆盖插头主体23的外周侧的屏蔽构件。并且，插头部22形成有朝向前侧开口的端子支撑部插入部26，如图12所示，突出至插头插入部2内的端子支撑部6b插入该端子支撑部插入部26。
如图4至图10所示，插头主体23一体地形成有配置于罩部21的内侧前端部的块状的缆线连接部基部23a、从缆线连接部基部23a的前表面突出的平板状的插头部基部23b，插头部基部23b被支撑为从罩部21的前端面中央部突出的状态。另外，插头主体23在插头部基部23b的上表面形成有朝向在上侧以及前侧形成有开口的凹状的端子支撑部插入部26。另外，如图5至图7、图9所示，插头主体23以横排配置的方式形成有沿着前后方向的5个端子容置部23c，该5个端子容置部23c从缆线连接部基部23a延伸到插头部基部23b。全部5个端子容置部23c的后端在缆线连接部基部23a的后端面朝向罩部21内开口，位于两端的2个端子容置部23c的前端在插头部基部23b的前端面向前侧开口，位于中间的3个端子容置部23c的前端未到达插头部基部23b的前端面，位于插头部基部23b的前端面的稍后方的位置并封闭。另外，全部5个端子容置部23c的前部上部被端子支撑部插入部26占据，处于向该端子支撑部插入部26的下壁面和后壁面这两个面开口的状态。该插头主体23是浇注绝缘性合成树脂材料而成形的。此外，也可以是全部5个端子容置部23c的前端在插头部基部23b的前端面向前侧开口。
如图4至图6、图8至图10所示，插头侧金属壳25通过将导电性金属板材冲压成预定的形状再进行弯曲加工来形成筒状，如图4至图6所示，通过利用插头侧金属壳25覆盖插头部基部23b的外周侧，达到端子支撑部插入部26仅向前侧开口的状态。插头侧金属壳25的后端部配置于罩部21的内侧前端部。
如图5至图7所示，插头侧接触端子24从后端开口插入端子容置部23c内，从而以排列成一横排的状态安装于插头主体23并被支撑。如图5至图10所示，该插头侧接触端子24是通过将导电性金属板材冲压成预定的形状再进行弯曲加工而形成，一体地形成有：基部24a，沿着前后方向延伸，固定于插头主体23；弹性接触片部24b，从基部24a的前端向前方延伸，在上下方向上能够弹性位移；接触部24c，以向上突出的状态设置在弹性接触片部24b的前端(顶端)；基板连接片部24e，从基部24a的后端向后方延伸。如图5至图7所示，将基部24a压入端子容置部23c的后部并被固定避免从缆线连接部基部23a拔出，并且，弹性接触片部24b插入端子容置部23c的前部，以能够相对于插头部基部23b在上下方向上弹性位移的状态从下侧露出到端子支撑部插入部26内，接触部24c从下侧向上突出到端子支撑部插入部26内的前端部，而且，基板连接片部24e处于从缆线连接部基部23a的后端面突出到罩部21内的状态。
在图5中从右向左，插头侧接触端子24按照以下的顺序排列成一横排，即，第1个是电源用(VBUS)，第2个是差分信号用(D-)，第3个是差分信号用(D+)，第4个是ID识别用(ID)，第5个是接地用(GND)。
此外，如图5以及图6所示，在端子支撑部插入部26内，上侧露出有插头侧金属壳25，并且，从下侧突出有插头侧接触端子24的接触部24c，但是插头侧接触端子24被插头主体23支撑为在该接触部24c处具有为了与上侧的插头侧金属壳25绝缘的空间距离C的状态。
如图4所示，在罩部21上以从其后端向后侧突出的状态一体地形成有作为缆线插入部的缆线管21a。
另外，如图6至图10所示，插头20具有印刷电路板27，该印刷电路板27配置于罩部21内，连接插头侧接触端子24和缆线10内的芯线11的导体11a。
如图6至图10所示，就插头侧接触端子24而言，在基部24a与基板连接片部24e之间一体地形成有列转换部24d，基板连接片部24e通过列转换部24d从缆线连接部基部23a的后端面以分上下两层的方式突出到罩部21内。具体地，第2个差分信号用(D-)和第4个ID识别用(ID)的基板连接片部24e通过该列转换部24d在高于基部24a的位置上向后方延伸，并在上层排列成一横排；第1个电源用(VBUS)、第3个差分信号用(D+)和第5个是接地用(GND)的基板连接片部24e通过该列转换部24d在低于基部24a的位置上向后方延伸，并在下层排列成一横排。在这些上层的基板连接片部24e与下层的基板连接片部24e之间，设有相当于印刷电路板27的板厚的间隙。
如图6至图8所示，印刷电路板27的前部中央部插入在配置于上层的基板连接片部24e与配置于下层的基板连接片部24e之间的间隙，以两个表面朝向上下方向且整体与插头部基部23b相反地从缆线连接部基部23a的后端面向后侧突出的状态被支撑于插头主体23的稍后方。
如图7以及图9所示，在印刷电路板27的上表面上的前部中央部以横排配置的方式形成有2个端子连接部(焊盘)28b、28d，在印刷电路板27的上表面上后部的两个侧角部形成有2个缆线连接部(焊盘)29b、29c。如图8以及图10所示，在印刷电路板27的下表面上，在前部中央部以横排配置的方式形成有3个端子连接部(焊盘)28a、28c、28e，在后部的两个侧角部形成有2个缆线连接部(焊盘)29a、29d。5个端子连接部28a～28e按照附图标记的顺序(字母顺序)分别是电源用(VBUS)、差分信号用(D-)、差分信号用(D+)、ID识别用(ID)、接地用(GND)。4个缆线连接部29a～29d按照附图标记的顺序(字母顺序)分别是电源用(Vcc)、接地用(GND)、差分信号用(D-)、差分信号用(D+)。
如图6以及图7所示，配置于上层的基板连接片部24e通过焊接分别连接于与其对应形成于印刷电路板27的上表面的端子连接部28b、28d，如图6以及图8所示，配置于下层的基板连接片部24e通过焊接分别连接于与其对应形成于印刷电路板27的下表面的端子连接部28a、28c、28e。这样，如图6至图8所示，印刷电路板27通过5个插头侧接触端子24以上述的状态被支撑并固定于插头主体23的稍后方。另外，如图6至图8所示，在缆线10的一端侧露出的芯线11的导体11a通过焊接分别连接于印刷电路板27的对应的缆线连接部29a～29d。这样，如图11所示，印刷电路板27分别导通连接除了ID识别用以外的4个插头侧接触端子25和与它们对应的4条芯线11的导体11a，ID识别用的端子连接部28d设置为不与任何端点连接的空端子(N/C：Not Connected，非连接的)。
另外，如图4以及图6所示，插头20在罩部21内具有缆线连接部金属罩部30以及壳罩31，覆盖从缆线连接部基部23a的外周侧、印刷电路板27的外周侧、进一步到在缆线10的一端侧露出的4条芯线11的外周侧。
如图4、图6、图8至图10所示，缆线连接部金属罩部30与插头侧金属壳25一体成形，并且，缆线连接部金属罩部30一体地具有：金属罩部连接片部30a，从插头侧金属壳25的后端上边缘弯曲并沿着缆线连接部基部23a的前表面竖立；缆线连接部上表面罩部30b，从金属罩部连接片部30a的上端边缘弯曲并沿着缆线连接部基部23a的上表面向后方延伸；一对缆线连接部侧面内罩部30c，分别从缆线连接部上表面罩部30b的左右侧边缘弯曲并沿着缆线连接部基部23a的左右侧面向下方延伸。缆线连接部金属罩部30形成向前后方向以及下侧开口的“コ”字形。
壳罩31是通过将导电性金属板材冲压成预定的形状，再进行弯曲加工而形成的。如图4、图6、图7、图9以及图10所示，壳罩31一体地具有：缆线连接部下表面罩部31a，与缆线连接部上表面罩部30b相向；一对缆线连接部侧面外罩部31b，分别从缆线连接部下表面罩部31a的左右侧边缘弯曲并向上方延伸。壳罩31形成向前后方向以及上侧开口的“コ”字形。
通过将缆线连接部金属罩部30从上侧开口嵌入壳罩31内，以缆线连接部侧面外罩部31b与缆线连接部侧面内罩部30c的外侧相重合的状态固定缆线连接部金属罩部30以及壳罩31，从而如图4所示，缆线连接部金属罩部30以及壳罩31形成为仅向前后方向开口的筒状，使得如图6所示，在由缆线连接部下表面罩部31a来封闭缆线连接部金属罩部30的下侧开口的状态下，从缆线连接部基部23a的外周侧覆盖在印刷电路板27的外周侧、进一步地在缆线10的一端侧露出的4条芯线11的外周侧。
如图4、图6、图8至图10所示，在缆线连接部金属罩部30上一体地形成有：缆线连接片部30d，从缆线连接部上表面罩部30b的后端边缘中央部向后方延伸；屏蔽接触片部30e，设为在缆线连接片部30d的后端突出的状态。如图4、图6、图7、图9以及图10所示，在壳罩31上一体地形成有：缆线连接片部31c，从缆线连接部下表面罩部31a的后端边缘中央部向后方延伸；屏蔽结合片部31d，设为在缆线连接片部31c的后端突出的状态，并呈向上侧开口的U字形。如图4以及图6所示，将屏蔽结合片部31d紧固固定成使屏蔽接触片部30e围拢在缆线10的一端侧露出的屏蔽层12的外周面(外屏蔽层12b的外周面)的状态，从而将作为插头20的屏蔽构件的插头侧金属壳25以及壳罩31以与缆线10的屏蔽层12相结合成一体的状态连接固定于缆线10。此外，也可以将屏蔽结合片部31d设于缆线连接部金属罩部30，将屏蔽接触片部30e设于壳罩31上。另外，在不具有壳罩31的情况下，在缆线连接部金属罩部30上设有屏蔽结合片部31d。
如图12所示，在以上的结构中，通过插头20与插座1连接(嵌合)，能够将缆线10连接于搭载有插座1的小型便携式电子设备上。即，在握持罩部21使插头部22的前端面与插座1的前表面面对面的状态下，将插头部22插入插头插入部2内。于是，端子支撑部6b通过空间距离C插入端子支撑部插入部26内，空间距离C为，从上侧露出到端子支撑部插入部26内的插头侧金属壳25与从下侧露出到端子支撑部插入部26内的插头侧接触端子24的接触部24c之间的间隙。与此伴随地，通过插座侧接触端子4的接触片部4a的下表面按下插头侧接触端子24的接触部24c，插头侧接触端子24的弹性接触片部24b发生弹性变形。在该状态下，当进一步将插头部22插入插头插入部2内时，插头侧接触端子24的接触部24c在插座侧接触端子4的接触片部4a的下表面滑动。然后，如图12所示，在插头部22完全插入到插头插入部2内的状态(插头部22被锁定的状态)下，插头20连接到插座1上，插头侧接触端子24的接触部24c从下侧按压并接触插座侧接触端子4的接触片部4a，从而导通连接插头侧接触端子24与插座侧接触端子4。这样，将缆线10连接到小型便携式电子设备上。
此处，在缆线10的另一端设有例如基于USB(2.0)标准的USB连接器(插头)，在连接到搭载有USB连接器(插座)的PC(台式计算机)、其周边设备等上的情况下，能够在小型便携式电子设备与PC或者其周边设备之间传输数据。另外，在连接到搭载有USB连接器(插座)的PC或者AC适配器、手机电池等充电器的情况下，能够从连接电源向小型便携式电子设备供给充电电流。
插头20在连接到插座1的状态(图12)下，当握持罩部21从插头插入部2内拔出插头部22时，插座侧接触端子4的接触片部4a不按下插头侧接触端子24的接触部24c，如图5以及图6所示，插头侧接触端子24的弹性接触片部24b恢复到原来的自由状态，插头侧接触端子24的接触部24c与上侧的插头侧金属壳25再次相隔空间距离C而相向。
如以上构成的插头20能够按照以下的次序组装于缆线10的一端。即，将插头侧接触端子24插入安装在插头主体23上。接着，在该插头侧接触端子24的基板连接片部24e上分别焊接印刷电路板27的对应的插头侧连接端子连接部28a～28d，在插头主体23的正后方通过插头侧接触端子24来支撑印刷电路板27。接着，在该印刷电路板27的缆线连接部29a～29d上分别焊接在缆线10的一端侧露出的对应的芯线11的导体11a，通过印刷电路板27将缆线10内的芯线11的导体11a连接于对应的插头侧接触端子24。接着，将插头主体23从后端开口、下侧开口嵌入缆线连接部金属罩部30内，再将插头部基部23b从后端开口嵌入插头侧金属壳25内，将缆线连接部基部23a、印刷电路板27、在缆线10的一端侧露出的4条芯线11容置于缆线连接部金属罩部30内。接着，将该缆线连接部金属罩部30从上侧开口嵌入壳罩31内，用插头侧金属壳25以及壳罩31覆盖缆线连接部基部23a、印刷电路板27、在缆线10的一端侧露出的4条芯线11。接着，将屏蔽结合片部31d紧固固定成使屏蔽接触片部30e围拢在缆线10的一端侧露出的屏蔽层12的外周面的状态。这样，完成了图4的实线所示的插头半成品。然后，通过将该插头半成品安装于注塑模具型腔内，再利用包覆模树脂来覆盖缆线连接部金属罩部30以及壳罩31，来形成图4的双点划线所示的罩部21，从而完成插头20的产品。此外，包覆模树脂也填充到缆线连接部金属罩部30以及壳罩31内。
接下来，对本发明的主要结构进行说明。如图11所示，插头20具有检测到异常发热就切断通电的热保护电路32。
如图11所示，热保护电路32具有检测温度的温度开关IC(集成电路)33、以及内置的N沟道FET(Field Effect Transistor，场效应晶体管)34，温度开关IC33安装在印刷电路板27的上表面上，且该印刷电路板27与缆线连接部上表面罩部30b相向，该缆线连接部上表面罩部30b与插头侧金属壳25一体形成(图6、图7)。
电源用(Vcc)的缆线连接部29a与N沟道FET34的漏极(D)连接，电源用(VBUS)的端子连接部28a与N沟道FET34的源极(S)连接。即，将内置有N沟道FET34的温度开关IC33插入到印刷电路板27的电源线(电流流路的一部分)，印刷电路板27将电源用(Vcc)的缆线连接部29a与电源用(VBUS)的端子连接部28a导通连接。
温度开关IC33利用内置的温度传感器来检测温度。温度传感器例如使用热敏电阻(电阻元件)、温度传感器IC(晶体管、二极管等半导体元件)等。就温度开关IC33而言，当通过温度传感器部检测到预定的温度(与应该检测的异常发热相对应的温度：例如100℃)时，就关断(OFF)N沟道FET34。当时的插头20的表面温度低于该预定的温度。在温度开关IC33的电源端子上连接有电源用(Vcc)的缆线连接部29a，而温度开关IC33的接地端子与接地用(GND)的缆线连接部29b连接。
参照图11，对热保护电路32的动作进行说明。此处，在搭载有插座1的例如智能手机的充电过程中，处于如下的状态：设于缆线10的一端的插头20与插座1连接，并且，缆线10的另一端通过USB连接器与例如AC适配器主体连接，并且，该AC适配器的电源插头与插座连接。
[当插头20处于稳态发热状态时的动作]
在电源(交流100V)与内置于智能手机的二次电池之间的电流供给电路没有异常的情况下，在插头20上流过例如从1A最多到2A左右的电流，插头20显示出稳态发热状态，内置于温度开关IC33的N沟道FET34变为导通(ON)状态，从而向智能手机供给电流。
[当插头20异常发热时的动作]
在电流供给电路上发生某种异常而电流变大的情况下，插头20异常发热，当温度开关IC33的检测温度超过预定的温度时，温度开关IC33的检测输出变为高电平(HIGH)(电源电压水平)(异常发热信号)。当温度开关IC33的检测输出是高电平(HIGH)时，N沟道FET34变为关断(OFF)状态，从而切断向智能手机的通电。当切断向智能手机的通电时，插头20停止异常发热。此外，优选如下的结构：当温度开关IC33的检测温度在由电容器决定的时间以上都超过预定的温度时，温度开关IC33的检测输出变为高电平(HIGH)。
[切断后的动作]
当一旦检测到异常发热，而内置于温度开关IC33的N沟道FET34变为关断(OFF)时，利用触发电路保持(锁定)该状态。因此，插头20一旦停止异常发热，即使温度开关IC33的检测温度下降到低于预定的温度，也不会重新进行电流供给(充电)，不会再次出现异常发热。在从电源插座拔出AC适配器的电源插头，温度开关IC33的电源电压变为预定的电压值以下的情况下，会重置温度开关IC33的锁定状态。因此，用户在使插头20连接着电源的状态下将插头20插入插座1上或从插座1上拔下，想要重新进行充电，不会再次出现异常发热。
在以上的结构中，插头20具有：绝缘性合成树脂制成的罩部(与缆线10的连接部)21，插入有缆线10的一端；插头部(与插座1连接的连接部)22，被支撑为从罩部21的顶端突出的状态，并插入插座1内；印刷电路板27，配置于罩部21内。插头部22具有插头主体23、由插头主体23支撑的多个插头侧接触端子24、覆盖插头主体23的外周侧的插头侧金属壳25，在印刷电路板27上安装有热保护电路32，热保护电路32具有检测温度的温度开关IC(温度传感器部)33、内置于温度开关IC33的FET34，温度开关IC33当该检测温度超过预定的温度时，利用FET34切断电源线，如上所述，热保护电路32对在罩部21发生的异常发热来讲灵敏度良好，对在插头部22发生的异常发热来讲灵敏度迟钝。
在以上的结构中，插头20具有与插头侧金属壳25一体形成的缆线连接部上表面罩部30b，该缆线连接部上表面罩部30b以与温度开关IC33相向的方式从金属壳25延伸到罩部21内，与不具有该缆线连接部上表面罩部30b的插头相比，插头部22的热量容易传导到罩部21。但是，就该缆线连接部上表面罩部30b而言，并没有将插头侧金属壳25与温度开关IC33热性结合(也即，以能够传导热量的方式结合)，来积极并高效率地将插头部22的热量传导至温度开关IC33，依然具有针对在插头部22发生的异常发热灵敏度良好地切断通电。
另外，插头20是小型的且强度小，并且插头部22容易变形的微型USB插头，就该插头20而言，通常组装在输出侧设备的保护电路不起作用，在有些情况下插头部22会发生异常发热，需要针对在插头部20发生的异常发热，灵敏度良好地切断通电。
参照图13以及图14，对在插头部22发生的异常发热进行说明。此处，在搭载有插座1的智能手机的充电过程中处于如下的状态：设于缆线10的一端的插头20与插座1连接，并且，缆线10的另一端通过USB连接器与例如AC适配器主体连接，并且，该AC适配器的电源插头与插座连接。
a插头20是微型USB插头，小型且强度小，插头部22容易因撬起负载等变形，另外，由于插头部22的在端子支撑部插入部26内露出的插头侧接触端子24的接触部24c与插头侧金属壳25之间的空间距离C很近，所以在插头部22发生变形的情况下，当从插座1内拔出该插头部22时，有时在插头部22的前端部(顶端部)处，插头侧接触端子24的接触部24c会越过空间距离C而接近或接触插头侧金属壳25。
b a的接触时机很少完全一致，由于在电源用(VBUS)与接地用(GND)的插头侧接触端子24的接触部24c中的一者完全接触的状态下，另一者接近(不完全接触)，会在接近的那个插头侧接触端子24的接触部24c与插头侧金属壳25之间产生电弧(arc)。
c在电弧的影响下，在产生电弧处的金属表面产生电阻成分，即，金属表面发生碳化，该金属表面的电阻值升高。
d当电源用(VBUS)与接地用(GND)的插头侧接触端子24的接触部24c这两者都与插头侧金属壳25接触时，虽然两插头侧接触端子24之间通过插头侧金属壳25短路，在插头20内流动过电流，但是通常安装在AC适配器的保护电路发挥作用，电流并不会保持原样地流过。
e在继续使用插头20等情况下，在重复b、c的期间，产生电弧处的金属表面的碳化加重，该金属表面的电阻值慢慢升高，当超过了某个一定值时，即使两个插头侧接触端子24之间通过插头侧金属壳25短路，电流流过插头20内，但是由于产生电弧处的金属表面的电阻值高，所以组装在AC适配器上的保护电路不起作用，电流保持原样地流过，插头部22的前端部产生异常发热。
但是，如图4、图6、图7、图9、图10以及图14所示，在该插头20中，缆线连接部上表面罩部30b不仅一体地形成于插头侧金属壳25，从金属壳25延伸到罩部21内以与温度开关IC33相向，而且在缆线连接部上表面罩部30b的与温度开关IC33相向的位置，还形成有与该温度开关IC33接触的传热部35。将缆线连接部上表面罩部30b用作为使插头侧金属壳25与温度开关IC33热性结合在一起的金属搭接构件36。
从而，通过作为插头部22的覆盖物的插头侧金属壳25通过金属搭接构件36与温度开关IC33热性结合，从而能够积极并高效率地将插头部22的热量传导至温度开关IC33，针对在插头部22发生的异常发热，能够灵敏度良好地切断通电。另外，当插头部22插入插座1内时，针对插座侧(智能手机侧)的异常发热，也能够灵敏度良好地切断通电。另外，通过使金属搭接构件36与插头侧金属壳25形成一体部件，从而能够不增加插头20的部件数量以及装配工作量，而具有金属搭接构件36。
另外，如图4、图6、图7、图9、图10以及图14所示，在该插头20中，传热部35由弹性片35a组成。
从而，由于使用由弹性片35a形成的传热部35，传热部35能够一边吸收插头20的产品尺寸的偏差，一边可靠地接触(紧贴)温度开关IC33。另外，当装配插头20时，具体地，当将插头主体23嵌入缆线连接部金属罩部30内，将插头部基部23b从后端开口嵌入插头侧金属壳25内时，能够防止传热部35向温度开关IC33施加过度的负荷。
另外，如图6、图7、图9、图10以及图14所示，在该插头20中具有导热树脂片37，该导热树脂片37贴附在传热部35、35a与温度开关IC33中的一者的接触面上，位于传热部35、35a与温度开关IC33的两接触面之间。该导热树脂片37例如使用有机硅树脂等导热性较高的绝缘性合成树脂片材。
这样，通过在传热部35、35a与温度开关IC33中的一者的接触面上贴附导热树脂片37，从而在装配插头20时，导热树脂片37实现缓冲件的作用，能够防止传热部35、35a向温度开关IC33施加过度的负载。导热树脂片37只要一边维持传热部35、35a与温度开关IC33之间的热传导效率，一边实现缓冲件的作用即可。
而且，由于该插头20是微型USB插头，所以微型USB插头能够检测到异常发热就切断通电，而且，能够针对在插头部22发生的异常发热，灵敏度良好地切断通电。
下面，参照图15至图22B，对作为本发明的另一个实施方式的连接器进行说明。该实施方式的连接器也是以图1、图2以及图12所示的插座1作为配套连接器且基于微型USB(2.0)标准的插头，是设于图3所示的缆线10的插头，以下称为“插头”。此外，在本实施方式的插头200中，在与上述的插头20相同的结构上标注相同的附图标记，以避免重复说明。
在上述的插头20中，具有缆线连接部金属罩部30的缆线连接部上表面罩部30b作为金属搭接构件36，该缆线连接部金属罩部30与插头侧金属壳25一体形成，与此相对，如图15、图18至图21所示，在该实施方式的插头200中，缆线连接部金属罩部30未与插头侧金属壳25一体形成，如图15、图18、图22A所示，而是具有与插头侧金属壳25分开的另外形成的金属搭接构件360。
此处，在该实施方式的插头200中，如图15、图18至图21所示，在插头侧金属壳25上一体地形成有上下一对卡止片251、252。上部卡止片251从插头侧金属壳25的后端上边缘沿着缆线连接部基部23a的前表面向上方延伸，然后，再弯曲并向后方延伸，与缆线连接部基部23a的上表面重合；下部卡止片252从插头侧金属壳25的后端下边缘沿着缆线连接部基部23a的前表面向下方延伸，然后，再弯曲并向后方延伸，与缆线连接部基部23a的下表面重合。就插头侧金属壳25而言，通过使形成于上部卡止片251的顶端部的卡止孔251a与突出并形成于缆线连接部基部23a的上表面的卡止钩223a卡合，并且，使形成于下卡止片252的顶端部的卡止孔252a与突出并形成于缆线连接部基部23a的下表面的卡止钩223b卡合，从而插头侧金属壳25固定在插头主体23上并防止插头侧金属壳25拔下。
而且，在该实施方式的插头200中，如图15、图18、图22A所示，就金属搭接构件360而言，由矩形的金属板材形成，前端以重合在上部卡止片251之上的状态通过焊接部361(焊接)与插头侧金属壳25一体形成，并从上部卡止片251向后方延伸，顶端(后端)紧贴于温度开关IC33的上表面。
这样，在该实施方式的插头200中，作为插头部22的覆盖物的插头侧金属壳25通过与插头侧金属壳25分开另外形成的金属搭接构件360与温度开关IC33热性结合，从而能够针对在插头部22发生的异常发热，灵敏度良好地切断通电。另外，由于金属搭接构件360与插头侧金属壳25分开另外形成，所以与如上述的插头20那样，金属搭接构件36与插头侧金属壳25一体形成的情况相比，能够削减金属搭接构件360以及金属壳25的制造成本。
另外，在该实施方式的插头200中，由于在金属搭接构件360与温度开关IC33之间没有间隙，所以如图15、图18所示，两者通过绝缘性的双面粘接带362粘接固定。此外，该双面粘接带362优选使用导热性、耐热性良好的粘接带。
进一步地，在该实施方式的插头200中，为了确保绝缘性，如图15、图22B所示，金属搭接构件360的除了前端部以外的部分都被绝缘体363覆盖。具体地，利用例如具有聚酰亚胺类、聚醚醚酮类的带基材的卡普顿(注册商标)带等耐热性优良的单面粘接带，将金属搭接构件360的除了前端部以外的部分包成袋状。此外，优选地，该绝缘体363使用导热性优良的绝缘体。
在该实施方式的插头200中，不具有缆线连接部金属罩部30以及壳罩31，如图15至图17所示，取而代之，通过嵌件成形在缆线连接部基部23a、印刷电路板27、从缆线10的端部露出的4条芯线11以及缆线10的端部的外周形成有绝缘性合成树脂的内模210，然后，通过嵌件成形在内模210的外周来形成绝缘性合成树脂的包覆模，即形成罩部21。
另外，如图19至图21所示，插头侧接触端子25除了ID识别用以外，只有4条插头侧接触端子25由插头主体23支撑。此外，ID识别用的端子容置部23c并不贯穿缆线连接部基部23a的后端面，当成形内模210时，溶融的树脂未从ID识别用的端子容置部23c进入端子支撑部插入部26的周围。

Claims (7)

1.一种连接器，其特征在于，
该连接器具有：
罩部，由绝缘性合成树脂制成，插入有缆线的一端，
插头部，被支撑为从所述罩部的顶端突出的状态，插入于配套连接器内，该插头部具有绝缘体、被所述绝缘体支撑的多个接触端子、覆盖所述绝缘体的外周侧的金属壳，
印刷电路板，配置于所述罩部内，安装有热保护电路；
所述热保护电路具有：
场效应晶体管，插入所述印刷电路板的电源线中，
温度开关集成电路，用于检测温度，当该检测温度超过预定的温度时，输出用于通过所述场效应晶体管切断所述电源线的异常发热信号；
该连接器还具有金属搭接构件，该金属搭接构件使所述金属壳与所述温度开关集成电路热性结合。
2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述金属搭接构件，由金属板材形成且与所述金属壳一体形成，以与所述温度开关集成电路相向的方式从所述金属壳延伸至所述罩部内，并且形成有与所述温度开关集成电路接触的传热部。
3.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述场效应晶体管内置于所述温度开关集成电路中。
4.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，
所述金属搭接构件，由金属板材形成且与所述金属壳一体形成，以与所述温度开关集成电路相向的方式从所述金属壳延伸至所述罩部内，并且形成有与所述温度开关集成电路接触的传热部，
所述传热部由弹性片构成。
5.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，
所述金属搭接构件，由金属板材形成且与所述金属壳一体形成，以与所述温度开关集成电路相向的方式从所述金属壳延伸至所述罩部内，并且形成与所述温度开关集成电路接触的传热部，
所述金属搭接构件具有导热树脂片，所述导热树脂片贴附于所述传热部与所述温度开关集成电路中的一者的接触面，位于所述传热部与所述温度开关集成电路的两接触面之间。
6.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，该连接器是基于微型USB标准的插头。
7.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，
所述金属搭接构件由金属板材形成且与所述金属壳分开独立地形成，而且与所述金属壳成为一体并从所述金属壳延伸到所述温度开关集成电路。
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