CN106252933A - 大电流USB Type C型插座 - Google Patents

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Abstract

一种大电流USB Type C型插座，包括设有主体部的金属中板、分别位于所述金属中板上下两侧且对称的第一端子组、第二端子组、将所述第一、第二端子组与所述金属中板成型于一体的绝缘本体，所述第一、第二端子组分别包括位于最外侧的两个第一接地端子与两个第二接地端子、位于所述两个第一接地端子之间的若干第一信号端子与两个第一电源端子、及位于所述两个第二接地端子之间的若干第二信号端子与两个第二电源端子，所述第一、第二电源端子的厚度大于所述第一、第二信号端子的厚度，所述金属中板的主体部在对应所述第一、第二电源端子的位置处开设有条状孔；本申请的大电流USB Type C型插座可有效支持大电流充电。

Description

大电流USB Type C型插座
技术领域
本申请涉及一种出入输出型电连接器，尤指一种大电流USB Type C型插座。
背景技术
USB3.1 Type C型接口是USB-IF协会于2014年推出的一种新的接口标准，该标准同时兼顾了尺寸与性能，适应了智能终端上的应用，但其不能向下兼容。其一般包括金属中板、分置于所述金属中板上下两侧的两组导电端子、及将所述金属中板与导电端子固持为一体的绝缘材料。所述金属中板用于屏蔽上下两组导电端子的高频干扰，限于尺寸的限制，所述两组导电端子与所述金属中板之间的距离很小，在端子厚度在0.12mm的情况下，端子与金属中板的距离为0.17mm。
上下两组导电端子中分别包括位于最外侧的一对接地端子与位于中间的一对电源端子，现时在实现快速充电的情况下，要求所述接地端子与电源端子允许通过较大电流，但是加厚所述电源端子后容易导致与所述金属中板短路，而加宽所述电源端子则受限于端子之间的较小的间距，难以有效实现大电流的通过性。
发明内容
本申请的目的在于提供一种允许大电流通过以支持快速充电的大电流USB TypeC型插座。
为此，本申请提供了一种大电流USB Type C型插座，包括设有主体部的金属中板、分别位于所述金属中板上下两侧且对称的第一端子组、第二端子组、将所述第一、第二端子组与所述金属中板成型于一体的绝缘本体，所述第一、第二端子组分别包括位于最外侧的两个第一接地端子与两个第二接地端子、位于所述两个第一接地端子之间的若干第一信号端子与两个第一电源端子、及位于所述两个第二接地端子之间的若干第二信号端子与两个第二电源端子，所述第一、第二电源端子的厚度大于所述第一、第二信号端子的厚度，所述金属中板的主体部在对应所述第一、第二电源端子的位置处开设有条状孔，所述条状孔将所述主体部分割成中间主体部与两个两侧主体部，所述中间主体部与所述两个两侧主体部通过后端连接部连接为一体，所述第一电源端子在所述后端连接部处向上折弯后延伸以增大后端连接部与所述第一电源端子之间的距离。
优选地，所述第一电源端子、第一接地端子与第一信号端子在远离所述金属中板一侧的表面处于同一水平面，所述第二电源端子、第二接地端子、第二信号端子在远离所述金属中板的一侧表面处于同一水平面。
优选地，所述第一、第二电源端子的厚度为0.18~0.26mm，所述第一、第二信号端子的厚度为0.11~0.13mm。
优选地，所述第一、第二电源端子的厚度为0.24~0.26mm。
优选地，所述第一、第二接地端子的厚度与所述第一、第二电源端子的厚度相等。
优选地，所述条状孔在插接方向上贯穿所述金属中板的前端，所述金属中板还包括自所述主体部后端延伸形成的焊接部、开设于所述主体部上的若干开孔、及形成于所述主体部横向外侧以卡扣并接触对接连接器的卡扣部。
优选地，所述金属中板电性接触所述第一、第二接地端子以使所述金属中板构成电流回路的一部分。
优选地，所述第一电源端子在所述金属中板的后端连接部前方向上折弯后延伸并形成向上折弯部与平行延伸部，所述第二电源端子在位于所述后端连接部前方向下折弯延伸。
优选地，所述第一接地端子在所述金属中板的后端连接部前方向上折弯后延伸并形成向上折弯部与平行延伸部，所述第二电源端子在位于所述后端连接部前方向下折弯延伸。
优选地，所述绝缘本体包括将所述第一端子组与所述金属中板成型为第一组合体的第一绝缘体、将所述第二端子组成型为第二组合体的第二绝缘体、及将所述第一组合体与所述第二组合体成型为第三组合体的第三绝缘体，所述大电流USB Type C型插座还包括套设于所述第三绝缘体外的金属外壳。
相较于现有技术，本申请的大电流USB Type C型插座通过将所述第一、第二电源端子的端子厚度加厚以降低阻抗增强电流通过性，同时将所述金属中板对应所述第一、第二电源端子位置处切出在端子延伸方向的条状孔以避免所述加厚的第一、第二电源端子与所述金属中板造成短路的问题出现。
第一、第二端子组的端子厚度加厚以降低阻抗，进而降低端子的温升效应，同时，为保证所述第一、第二端子组不会因厚度增加而导致与所述金属中板短路，将所述第一、第二信号端子与所述第一、第二电源端子之间的金属中板切除，使所述金属中板只存在于所述第一、第二接地端子之间，以保证不会因端子厚度的增加而导致端子之间产生短路的问题。
附图说明
图1为本申请大电流USB Type C型插座的立体组合图；
图2为本申请大电流USB Type C型插座的立体分解图；
图3为本申请大电流USB Type C型插座的部分分解图；
图4为本申请大电流USB Type C型插座的金属中板的立体图；
图5为本申请大电流USB Type C型插座的第一端子组、第二端子组与金属中板组合的俯视图；
图6为本申请大电流USB Type C型插座的第一端子组、第二端子组与金属中板组合的前视图；
图7为本申请大电流USB Type C型插座沿图5所示A-A虚线的剖视图；
图8为本申请大电流USB Type C型插座的接地端子、电源端子与金属中板的位置图；
图9为本申请大电流USB Type C型插座的第一端子组与金属中板叠加配合图；
图10为本申请大电流USB Type C型插座的第一端子组与金属中板的侧视图；
图11为本申请大电流USB Type C型插座的第一端子组与金属中板一体注塑成型形成第一绝缘体的结构图；
图12为本申请大电流USB Type C型插座的第二端子组一体注塑成型形成第二绝缘体的状态图；
图13为本申请大电流USB Type C型插座的第二端子组一体注塑成型形成第二绝缘体后的侧视图；
图14为本申请大电流USB Type C型插座第一端子组、金属中板与第一绝缘体构成的组合体配合所述第二端子组与第二绝缘体构成的另一组合体的状态图；
图15为本申请大电流USB Type C型插座第一端子组、金属中板与第一绝缘体构成的组合体配合所述第二端子组与第二绝缘体构成的另一组合体再次注塑成型后形成第三绝缘体的状态图；
图1至图15为本申请第一实施例的附图；
图16为本申请大电流USB Type C型插座第二实施例的金属中板连接料带的立体图；
图17为本申请大电流USB Type C型插座第二实施例的金属中板、第一、第二端子组的组合俯视图；
图18为本申请大电流USB Type C型插座第三实施例的金属中板的立体图；
图19为本申请大电流USB Type C型插座第三实施例的金属中板、接地端子、电源端子的配合图；
图20为本申请大电流USB Type C型插座第三实施例的金属中板、接地端子、电源端子配合后的侧视图。
具体实施方式
实施例一
以下将结合图1-图15详细介绍本申请实施例一的技术方案与技术原理。
请参阅图1至图4所示，本申请大电流USB Type C型插座包括金属中板40、位于所述金属中板40上下两侧的第一端子组50、第二端子组70、将所述第一端子组50与所述金属中板40成型于一体的第一绝缘体60、成型于所述第二端子组70上的第二绝缘体80（如图12所示）、将所述第一绝缘体60与所述第二绝缘体80成型为一个整体的第三绝缘体90、套设于所述第三绝缘体90上的接地件30、围设于所述第三绝缘体90外的金属外壳10、及一体成型于所述金属外壳10后端以消除所述金属外壳10与所述第三绝缘体90之间缝隙的第四绝缘体20。
所述金属中板40包括主体部41、自所述主体部41后端延伸形成的焊接部46、开设于所述主体部41上的若干开孔47、及形成于所述主体部41横向外侧以卡扣并接触对接连接器的卡扣部45。所述主体部41上还包括在端子组50,70延伸方向上开设形成的两个条状孔42，所述条状孔42将所述主体部41分割成中间主体部41b、及位于所述中间主体部41b两侧的两侧主体部41a，所述中间主体部41b与所述两侧主体部41a在插接方向的前后两端通过前端连接部44与后端连接部43连接为一体，所述后端连接部43的上表面凹陷形成凹陷部431。
所述金属外壳10包括环状主体11、自所述环状主体11后端横向两侧向下延伸形成的固焊部12、一体成型于所述环状主体11前端的防水圈13、及设于所述环状主体11后端顶面上的若干孔结构14。
请参阅图5、图6、图7、图8所示，所述第一端子组50包括位于横向两侧的两个第一接地端子50a、位于所述两个第一接地端子50a之间的若干第一信号端子50c、及两个第一电源端子50b。所述相邻的第一接地端子50a与第一电源端子50b之间分别设有两个第一信号端子50c，所述两个第一电源端子50b之间设有四个第一信号端子50c。
所述第二端子组70包括位于横向两侧的两个第二接地端子70a、位于所述两个第二接地端子70a之间的若干第二信号端子70c、及两个第二电源端子70b。所述相邻的第二接地端子70a与第二电源端子70b之间分别设有两个第二信号端子70c，所述两个第二电源端子70b之间设有四个第二信号端子70c。
所述第一端子组50与所述第二端子组70的端子排布方式为中心点对称结构，即依次排列顺序为一个接地端子、两个信号端子、一个电源端子、四个信号端子、一个电源端子、两个信号端子、一个接地端子。
本申请的第一、第二电源端子50b，70b的端子厚度大于所述第一、第二信号端子50c,70c的厚度。在具体实施中，所述第一、第二接地端子50a，70a的厚度可以与所述第一、第二电源端子50b,70b或所述第一、第二信号端子50c，70c的厚度相同，优选地，所述第一、第二接地端子50a，70a的厚度与所述第一、第二电源端子50b,70b相同。所述第一、第二电源端子50b，70b的端子厚度为0.18~0.26mm，所述第一、第二信号端子50c，70c的厚度为0.11~0.13mm，优选地，所述第一、第二电源端子50b，70b的厚度为0.24~0.26mm，最佳为0.25mm。所述第一接地端子50a、第一信号端子50c、第一电源端子50b远离所述金属中板40的一侧表面处于同一水平面上；所述第二接地端子70a、第二信号端子70c、第二电源端子70b远离所述金属中板40的一侧表面处于同一水平面上。
所述金属中板40上的条状孔42在垂直方向上位于所述第一、第二电源端子50b,70b之间，所述第一、第二电源端子50b,70b在位于所述条状孔42的前端连接部44处打薄凹陷形成凹槽54,74以增加所述第一、第二电源端子50b,70b与所述前端连接部44之间的距离，防止所述第一、第二电源端子50b,70b与所述前端连接部44因高温或制造工艺而造成短路问题。所述第一、第二电源端子50b,70b因打薄形成所述凹槽54,74，必然减少所述端子横截面积，增大第一、第二电源端子50b,70b的阻抗，但是，所述第一、第二电源端子50b,70b与对接连接器的电源端子（图未示）的最终对接位置位于所述前端连接部44的后方，凹槽54,74处并不是电流回路的一部分，即凹槽54,74导致该部分阻抗的增加并不会对整个电流回路的温升造成影响。而所述金属中板40的后端连接部43在表面处形成凹陷部431同样可以增加后端连接部43与所述第一电源端子50b之间的距离，而所述第二电源端子70b的后端在所述后端连接部43处已经向下折弯而不会影响所述第二电源端子70b。所述第一、第二电源端子50b，70b的其余部分均位于所述条状孔42的上下两侧，不会存在所述金属中板40与所述第一、第二电源端子50b,70b短路的风险。
所述第一、第二接地端子50a,70a若采用与所述第一、第二电源端子50b,70b相同的厚度，则所述第一、第二接地端子50a,70a被允许直接所述金属中板40接触并被接地，而所述金属中板40则会与对接连接器的接地组件（图未示）接触并成为回路的一部分以减轻所述第一、第二接地端子50a,70a的温升效应。
所述第三绝缘体90包括基部91、自所述基部91向前延伸形成的安装部92、及自所述安装部92向前延伸形成的对接舌部93。
所述第一、第二端子组50,70均包括露出于所述对接舌部93的两侧表面的接触部51，71、自所述接触部51，71后端延伸形成的固持于所述第三绝缘体90内的固持部52,72、及自所述固持部52,72延伸形成的焊脚53,73。
以下将结合图9至图15所示详细介绍本申请大电流USB Type C型插座的制造过程：
因为所述第一电源端子50b、第一接地端子50a的厚度大于所述第一信号端子50c，导致所述第一端子组50无法通过同一板材进行冲压成型；因为所述第二电源端子70b、第二接地端子70a的厚度大于所述第二信号端子70c，导致所述第二端子组70无法通过同一板材进行冲压成型。
步骤一、提供金属板材，分别冲压形成所述第一端子组50、第二端子组70与所述金属中板40，该步骤包括：
冲压成型所述第一端子组50的第一信号端子50c，所述第一信号端子50c的前后两端分别连接有第一信号端子前料带56b与第一信号端子后料袋56a；冲压成型所述第一电源端子50b与第一接地端子50a，所述第一电源端子50b与所述第一接地端子50a前后两端分别连接有第一电源端子前料带55b与第一电源端子后料带55a；所述第一信号端子前料带56b向上折弯以使其位于所述第一电源端子前料带55b，所述第一电源端子后料带55a向下折弯以使其位于所述第一信号端子后料带56a的下方。冲压成型所述第二信号端子70c，所述第二信号端子70c的前后两端分别连接有第二信号端子前料带76b与第二信号端子后料带76a；冲压成型所述第二电源端子70b与所述第二接地端子70a，所述第二电源端子70b与所述第二接地端子70a的前后两端分别连接有第二电源端子前料带75b与第二电源端子后料带75a；所述第二信号端子前料带76b向下折弯以使其位于所述第二电源端子前料带75b的下方，所述第二信号端子后料带76a向上折弯，所述第二电源端子后料带75a向上折弯更多距离以使其位于所述第二信号端子后料带76a的上方。
步骤二、将所述第一端子组50与所述金属中板40结合进行注塑成型形成第一绝缘体60，包括：
将所述金属中板40、第一端子组50的第一信号端子50c、第一电源端子50b与第一接地端子50a通过所述第一信号端子前后料带56b，56a、第一电源端子前后料带55b，55a与金属中板40的前料带48按一定位置固定，进行注塑成形操作在所述金属中板40与所述第一端子组50上形成第一绝缘体60，所述第一端子组50、金属中板40与所述地绝缘体60构成第一组合体。注塑成型后，将所述第一信号端子前料带56b、金属中板40的前料带48、第一电源端子前后料带55b,55a全部切除。所述第一组合体的第一绝缘体60上形成有若干上下贯通的贯通孔61。
将所述第二端子组70的第二信号端子70c、第二电源端子70b与第二接地端子70a通过所述第二信号端子前后料带76b，76a与第二电源端子前后料带75b,75a按一定位置固定，进行注塑成形操作在所述第二端子组79上形成第二绝缘体80，所述第二端子组70与所述第二绝缘体80构成第二组合体。注塑成型后，切除所述第二电源端子前后料带75b,75a与所述第二信号端子前料带76b。所述第二组合体的第二绝缘体80上同样设有若干上下贯通的贯通孔81。
步骤三、将所述第一组合体组合于所述第二组合体上方，此时，所述第二组合体的第二信号端子后料带76a已经向下折弯，使所述第二信号端子后料带76a位于所述第一信号端子后料带56a下方而不致冲突。在所述第一、第二组合体上进行第三次注塑成型以形成所述第三绝缘体90，第三次注塑成型时，所述塑胶材料贯通所述第一、第二绝缘体60,80的贯通孔61,81并将所述第一、第二组合体包覆于内。所述金属中板40的横向两侧缘则露出于所述第三绝缘体90的外侧。
步骤四、将所述接地件30安装于所述第三绝缘体90的安装部92上，再将成型有防水圈13的金属外壳10套入所述第三绝缘体90外。
步骤五、在所述金属外壳10与所述第三绝缘体90后端进行第四次注塑成型形成第四绝缘体20，所述第四绝缘体20与所述金属外壳10的孔结构14结合固持。
需要说明的是，本申请上述制造方法仅仅介绍了其中一种料带切除保留方式，在具体实施过程中，在步骤三，最后保留的料带不限于第一信号端子后料带56a与第二信号端子76a，可以是第一信号端子后料带56a与第一电源端子后料带55a中的任一种与第二信号端子后料带76a与第二电源端子后料带75a中任一种的组合即可。组合的两种后料带中至少需将其中一种后料带折弯以使两种后料带的位置不产生冲突。
实施例二
请参阅图16、图17所示的本申请第二实施例，相较于实施例一，实施例二的区别在于：将所述金属中板40上的条状孔42在插接方向上贯通，使所述金属中板40倍分割成完全独立的中间主体部41b与两个两侧主体部41a。此时，所述第一、第二电源端子50b，70b的前端无需再设置凹槽结构，也不存在所述第一、第二电源端子50b，70b距离所述金属中板40过近的风险。
但此时，需要变化的是，所述金属中板40在冲压过程成型过程中，所述中间主体部41b与两个两侧主体部41a分别单独连接于所述金属中板40的前料带48上即可解决中间主体部41b与两侧主体部41a分离造成的料带连接问题。
实施例三
请参阅图18至图20所示的本申请第三实施例，相较于第一实施例，实施例三的区别在于：将金属中板40的条状孔42的前端连接部44切除，只保留后端连接部43，而所述后端连接部43也无需打薄形成凹陷部。
而所述第一电源端子50b在位于所述后端连接部43处采用向上折弯后在平行延伸的方式，所述第一电源端子50b位于所述后端连接部43的前方位置形成向上折弯部57，并自所述向上折弯部57后延伸的平行延伸部58。所述向上折弯部57与所述平行延伸部58位于所述固持部52上。由此，所述平行延伸部58距离所述后端连接部43的距离将会加大，且所述固持部52上方均会被绝缘材料包覆，具备折弯后延伸的条件。
而所述第二电源端子70b在位于所述后端连接部43位置处时已经向下折弯了，无需进行折弯后延伸的结构设计。但在实际实施过程中，若所述第二电源端子70b需要越过所述后端连接部43，则可以采用与第一电源端子50b相同的方式，向下折弯后再延伸即可。
相较于现有技术，本申请的大电流USB Type C型插座通过将所述第一、第二电源端子50b，70b的端子厚度加厚以降低阻抗增强电流通过性，同时将所述金属中板40对应所述第一、第二电源端子50b，70b位置处切出在端子延伸方向的条状孔42以避免所述加厚的第一、第二电源端子50b，70b与所述金属中板造成短路的问题出现。
第一、第二端子组50,70的端子厚度加厚以降低阻抗，进而降低端子的温升效应，同时，为保证所述第一、第二端子组50,70不会因厚度增加而导致与所述金属中板40短路，将所述第一、第二信号端子50c,70c与所述第一、第二电源端子50b,70b之间的金属中板40切除，使所述金属中板40只存在于所述第一、第二接地端子50a,70a之间，以保证不会因端子厚度的增加而导致端子之间产生短路的问题。

Claims (10)

1.一种大电流USB Type C型插座，包括设有主体部的金属中板、分别位于所述金属中板上下两侧且对称的第一端子组、第二端子组、将所述第一、第二端子组与所述金属中板成型于一体的绝缘本体，所述第一、第二端子组分别包括位于最外侧的两个第一接地端子与两个第二接地端子、位于所述两个第一接地端子之间的若干第一信号端子与两个第一电源端子、及位于所述两个第二接地端子之间的若干第二信号端子与两个第二电源端子，其特征在于，所述第一、第二电源端子的厚度大于所述第一、第二信号端子的厚度，所述金属中板的主体部在对应所述第一、第二电源端子的位置处开设有条状孔，所述条状孔将所述主体部分割成中间主体部与两个两侧主体部，所述中间主体部与所述两个两侧主体部通过后端连接部连接为一体，所述第一电源端子在所述后端连接部处向上折弯后延伸以增大后端连接部与所述第一电源端子之间的距离。
2.如权利要求1所述的大电流USB Type C型插座，其特征在于，所述第一电源端子、第一接地端子与第一信号端子在远离所述金属中板一侧的表面处于同一水平面，所述第二电源端子、第二接地端子、第二信号端子在远离所述金属中板的一侧表面处于同一水平面。
3.如权利要求2所述的大电流USB Type C型插座，其特征在于，所述第一、第二电源端子的厚度为0.18~0.26mm，所述第一、第二信号端子的厚度为0.11~0.13mm。
4.如权利要求3所述的大电流USB Type C型插座，其特征在于，所述第一、第二电源端子的厚度为0.24~0.26mm。
5.如权利要求2所述的大电流USB Type C型插座，其特征在于，所述第一、第二接地端子的厚度与所述第一、第二电源端子的厚度相等。
6.如权利要求1-5任一项所述的大电流USB Type C型插座，其特征在于，所述条状孔在插接方向上贯穿所述金属中板的前端，所述金属中板还包括自所述主体部后端延伸形成的焊接部、开设于所述主体部上的若干开孔、及形成于所述主体部横向外侧以卡扣并接触对接连接器的卡扣部。
7.如权利要求6所述的大电流USB Type C型插座，其特征在于，所述金属中板电性接触所述第一、第二接地端子以使所述金属中板构成电流回路的一部分。
8.如权利要求1-5任一项所述的大电流USB Type C型插座，其特征在于，所述第一电源端子在所述金属中板的后端连接部前方向上折弯后延伸并形成向上折弯部与平行延伸部，所述第二电源端子在位于所述后端连接部前方向下折弯延伸。
9.如权利要求1-5任一项所述的大电流USB Type C型插座，其特征在于，所述第一接地端子在所述金属中板的后端连接部前方向上折弯后延伸并形成向上折弯部与平行延伸部，所述第二电源端子在位于所述后端连接部前方向下折弯延伸。
10.如权利要求1-5任一项所述的大电流USB Type C型插座，其特征在于，所述绝缘本体包括将所述第一端子组与所述金属中板成型为第一组合体的第一绝缘体、将所述第二端子组成型为第二组合体的第二绝缘体、及将所述第一组合体与所述第二组合体成型为第三组合体的第三绝缘体，所述大电流USB Type C型插座还包括套设于所述第三绝缘体外的金属外壳。
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