CN108448306B - Usb连接结构和具有该usb连接结构的电子设备 - Google Patents

Usb连接结构和具有该usb连接结构的电子设备 Download PDF

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Abstract

本公开是关于一种USB连接结构和具有该USB连接结构的电子设备，USB连接结构包括舌片，所述舌片用于在内部设备和外部设备之间传输数据，所述USB连接结构还包括固定安装的内壳和外壳，所述内壳通过冲压工艺的抽引工序而大致形成为筒形，所述舌片与所述内壳之间形成供所述外部设备插装的空间，所述外壳连接于所述内部设备。与传统的MIM工艺不同，利用冲压抽引工艺制成的内壳材料内部致密，不存在气泡或者裂缝，从而具有较好的防水性能，即使有水进入与到舌片与内壳之间的空间，也不会进一步渗透到内壳内部，这就对意外进入的水形成了第一道防护；此外，冲压工艺相对于MIM工艺的成本降低10‑20倍，节省制造投入并提高制造效率。

Description

USB连接结构和具有该USB连接结构的电子设备
技术领域
本公开涉及一种USB连接结构，尤其涉及一种具有防水性能的USB连接结构和具有该USB连接结构的电子设备。
背景技术
USB连接结构是不同电子设备之间数据传输不可或缺的桥梁。USB连接结构包括传统的USB连接器，比如具有USB2.0接口、USB3.0接口等，这类传统的USB连接器需要区分正反面，外部连接设备需要与USB连接母座(即设置于手机、电脑等内部设备)的接口方向对准才能插入；还包括新型的USB连接器，比如具有TYPE C接口，这类新型的USB连接器不需要区分正反面，外部连接设备与USB连接母座直接插装即可，实现了正反两面可插。
如图1所示，以具有TYPE C接口的新型USB连接器为例，该USB连接器具有舌片10和外壳，舌片10用于在外部设备与内部设备之间传输数据信息，外壳形成为筒形并具有本体21和从本体21两侧伸出的耳板22，本体21用于包裹舌片10，耳板22具有圆孔用于与内部设备螺接。外壳与舌片10之间形成供外部连接器插入的空间，USB连接器通过该外壳连接到内部设备。在相关技术中，采用MIM(Medal Injection Molding，金属注射成型)工艺成型外壳，需要经过金属粉末与结合剂混合、混炼、粉碎、造粒、射出成型、脱脂和烧结的步骤而形成外壳成品。
相关技术中的USB连接器具有以下缺陷：外壳通过MIM工艺制成，质地较为粗糙在成型过程中可能在材料内部形成表达孔隙，从而当USB连接器接触到液体时，液体可能渗透进入外壳内部，并且进一步到达外壳和与之接触的电气元件之间的空隙，并再进一步到达该电气元件，最终导致电气元件的损坏，这不利于电子设备的整机防水；另外MIM工艺经过工序较多，制程相对复杂，虽然有助于形成形状较为复杂的产品，但是制造成本太高。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种USB连接结构和具有该USB连接结构的电子设备。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种USB连接结构，包括舌片，所述舌片沿外部设备与内部设备的插装方向延伸，以在所述内部设备和所述外部设备之间传输数据，所述USB连接结构还包括固定安装的内壳和外壳，所述内壳通过冲压工艺的抽引工序而大致形成为筒形，所述舌片与所述内壳之间形成供所述外部设备插装的空间，所述外壳连接于所述内部设备。
优选地，所述USB连接结构还包括密封圈，所述内壳包括套装所述舌片的内壳本体和从所述内壳本体沿径向向外翻折的内壳翻边，所述外壳包括套装所述内壳本体的外壳本体，所述内壳本体和所述外壳本体均呈筒形，所述密封圈沿插装方向位于所述外壳本体与所述内壳翻边之间并能够受外力变形而挤压在所述内壳翻边、所述外壳本体和所述内部设备之间。
优选地，所述内壳本体具有用于接收所述外部设备的开口，所述内壳翻边沿所述开口的整周形成。
优选地，所述内壳翻边与所述外壳本体沿所述插装方向形成预定间隙，所述预定间隙略微大于所述密封圈的厚度，当所述密封圈受外力变形时，所述预定间隙被变形后的密封圈填充。
优选地，所述内壳本体与所述外壳本体通过激光焊接或者点胶而固定安装。
优选地，所述外壳本体通过冲压工艺的折弯工序形成。
优选地，所述内壳翻边通过冲压工艺与所述内壳本体一体形成。
优选地，所述内壳本体通过：对板件进行抽引工序而形成：对板件进行多个步骤的抽引而形成；或者对管件进行抽引工序而形成：对圆柱形的管件进行多个步骤的扩充和抽引而形成。
优选地，所述USB连接结构符合TYPE C接口标准。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种具有USB连接结构的电子设备，其具有USB连接结构，所述电子设备为手机，所述USB连接结构为上述任一技术方案所述的USB连接结构。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
与传统的MIM工艺不同，利用冲压抽引工艺制成的内壳材料内部致密，不存在气泡或者裂缝，从而具有较好的防水性能，即使有水进入与到舌片与内壳之间的空间，也不会进一步渗透到内壳内部，这就对意外进入的水形成了第一道防护；此外，冲压工艺相对于MIM工艺的成本降低10-20倍，节省制造投入，同时提高了制造效率。
USB连接结构通过冲压抽引工艺制造的内壳而形成第一道防护，通过密封圈而形成第二道防护，无论是外部设备的插装空间进水还是USB连接结构与内部设备之间进水，均能够实施有效防护，从而实现整机防水。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为现有的USB连接结构的立体结构示意图。
图2为本发明提供的USB连接结构的第一实施例的立体结构示意图，示出USB连接结构安装于内部设备的电路板。
图3为图2中的USB连接结构的爆炸视图，示出USB连接结构从电路板拆卸。
图4为本发明提供的USB连接结构的第一实施例的侧视图。
附图标记说明：
现有技术：
10舌片
21本体
22耳板
本公开：
1舌片
11基件
12包围件
2内壳
21内壳本体
22内壳翻边
3外壳
31外壳本体
32安装片
33连接爪
34铆合缝隙
4密封圈
5PCB电路板
51安装孔
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明提供一种USB连接结构，该USB连接结构用于连接外部设备(比如数据线)和内部设备(比如手机、电脑)，并通过内部的舌片在外部设备和内部设备之间传输数据。
图2至图4示出USB连接结构的第一实施例，下面详细结构该USB连接结构的第一实施例。
USB连接结构可以包括舌片1、内壳2和外壳3，舌片1沿外部设备与内部设备的插装方向延伸从而在内部设备和外部设备之间传输数据，内壳2和外壳3依次套装于舌片1的外部，舌片1固定安装于内壳2，内壳2与舌片1之间形成供外部设备插装的空间，外壳3固定安装于内壳2，外壳3连接内部设备，如在该实施例中，外壳2可以具体地连接到内部设备(例如手机)的PCB电路板5。这样，舌片1通过内壳2和外壳3而固定于内部设备。
在该实施例中，内壳2通过冲压工艺而形成，具体是通过冲压工艺的抽引工序(以下简称为冲压抽引工艺)而形成为筒形，冲压工艺以金属板件或者金属管件为原料，采用抽引工序并经过多次的抽引而逐步形成内壳2成品。
与传统的MIM工艺不同，利用冲压抽引工艺制成的内壳2材料内部致密，不存在气泡或者裂缝，从而具有较好的防水性能，即使有水进入与到舌片1与内壳2之间的空间，也不会进一步渗透到内壳2内部，这就对意外进入的水形成了第一道防护；此外，以功能区分内壳2和外壳3，即内壳2用于套装舌片1，外壳3用于连接内部设备，这样分体制造内壳2和外壳3并对筒形的内壳2采用冲压工艺以取代传统的MIM工艺，至少在形成内壳2的步骤上相对于现有的制造工艺能够使成本降低10-20倍，节省了制造投入。。
下面详细介绍该USB连接结构的各个部件。
舌片1
舌片1是USB连接结构的重要部件，其具有数据传输功能，包括基件11和设置在基件11上的多个引脚，用于连接外部设备的引脚和用于连接PCB电路板5的引脚连通，从而数据在外部设备和内部设备之间传输。舌片1还包括包裹基件11的包围件12，包围件12位于舌片1靠近内部设备的一端并用于连接至内壳2。包围件12可以通过点胶或者激光焊接的方式而连接至内壳2。
内壳2
内壳2包括内壳本体21和内壳翻边22，内壳本体21形成为大致的筒形，其断面形状并非圆形而是椭圆形或者长圆形，因而内壳2的断面具有长径和短径，长径所在的方向沿舌片1的宽度方向，短径所在的方向沿舌片1的厚度方向。
本部分所称“径向向外”是以内壳2的径向方向为参考，比如，“沿内壳2径向向外”是指沿径向远离内壳2轴向，以下所称“插装方向”为筒形的延伸方向，即内壳2的轴向方向。
内壳本体21在舌片1的外部套装舌片1，内壳本体21具有靠近外部设备的开口，外部设备通过该开口而能够进入到舌片1与内壳2之间的空间。内壳翻边22从内壳本体21的开口处沿径向向外翻折，内壳翻边22沿内壳本体21的开口整周的形成。这样，当USB连接结构与内部设备之间意外进水时，位于开口处的密封圈可以第一时间阻挡水沿插装方向渗透。
内壳本体21可以通过冲压工艺抽引工艺制造。下面以冲压片材或者板件，以及冲压管材或者管件制造内壳本体21为例描述内壳本体21的成形过程：
冲压片材时，内壳2的轴向为冲压方向，并经过冲孔下料、多步骤的抽引、整形、下底孔、调整、电镀等步骤形成内壳2成品，抽引工序可以经过多个步骤的抽引而逐渐地进行，例如：在该实施例中，内壳本体21可以包括内径不同的两段，大径段和小径段可以分别经过多个抽引步骤而逐步形成，两者可以同时抽引完成或者依次序抽引完成；对于具有统一内径的内壳本体21，对内壳本体21的整体进行抽引工艺即可
冲压管件时，以成品金属管材为原料，或者通过将片材卷成大致圆筒形而后焊接对接缝而形成的管件为原料，将该原料至于特定的治具中并通过模仁对管件进行扩充抽引从而得到需要的内壳形状，例如：在该实施例中，内壳本体21可以包括内径不同的两段，小径段可以仅仅通过自然整形形成(自然整形后的小部段具有与原料管件相同的周长和不同的截面形状)而后对大径段施用上述的多个抽引步骤，经过多个抽引步骤形成内壳本体成品；对于具有统一内径的内壳本体21，则可以将该原料至于特定的治具中并通过模仁对全部的管件进行扩充并抽引从而得到需要的内壳形状。
通过多次的逐渐抽引能够形成质量较佳、形状标准的内壳本体21。
内壳翻边22可以通过冲压工艺而与内壳本体21一体形成，可以在形成内壳本体21的过程中一并通过折弯工序，或者翻边工序等而形成。这样，内壳翻边22与内壳本体21之间不存在缝隙，有利于整机防水，并且有利于提高制造效率。
外壳3
外壳3包括外壳本体31和连接结构，外壳本体31形成为大致的筒形，其断面形状并非圆形而是椭圆形或者长圆形，因而外壳3的断面具有长径和短径，长径所在的方向沿舌片1的宽度方向，短径所在的方向沿舌片1的厚度方向。
本部分所称“轴向”是以外壳3的轴向方向为参考。
外壳本体31在内壳本体21的外部套装内壳本体21，连接结构从外壳本体31向外延伸。连接结构具有连接于外壳本体31的安装片32和从安装片32伸出的连接爪33，安装片32从外壳本体31沿插装方向向后延伸，连接爪33从安装片32向外壳本体31的轴向两侧延伸并形成三个折弯，第一折弯、第二折弯和第三折弯。
连接爪33的三个折弯依次连接，第一折弯沿舌片1的厚度方向延伸，第二折弯沿舌片1的宽度方向延伸，第三折弯沿舌片1的厚度方向延伸，从而连接爪33通过三个折弯在舌片1的侧方沿厚度方向覆盖舌片1并大致与外壳本体31沿舌片1的厚度方向的尺寸相一致。
连接爪33可以为四个，两两成对地配置在外壳本体31的轴向两侧。PCB电路板5开设有安装孔51，外壳3的连接爪33能够插入该安装孔51并在安装孔51内卡紧从而固定安装于内部设备的PCB电路板5。从而，外壳3可以稳定地安装于PCB电路板5。
内壳本体21可以通过外壳本体31和安装片32而固定安装于外壳3，比如在内壳本体21与外壳本体31之间，以及内壳本体21与安装片32之间进行激光焊接或者点胶连接。
可见，在该实施例中，外壳3并不通过MIM工艺制造，其不具有过于复杂的形状，可以通过连接结构稳定地安装于内部设备。
外壳本体31可以通过冲压工艺形成，具有是通过折弯工序形成。
安装片32、连接爪33、外壳本体31可以通过冲压工艺一体形成，比如通过对金属钣金件进行冲压而一体形成，或者通过冲压折弯工艺而一体形成。
外壳本体31具有通过折弯工序而形成的铆合缝隙34，该铆合缝隙34与安装片32位于外壳3的沿轴向相对的两侧。以图2为视角，则铆合缝隙34位于视图下方(由于遮挡未示出)。
密封圈4
该USB连接结构还可以包括密封圈4，密封圈4沿插装方向位于外壳本体31与内壳翻边22之间。密封圈4能够受外力作用而变形，并且经变形的密封圈4被挤压在内壳翻边22与外壳本体31之间。外壳本体31具有预定厚度，该厚度足以限制密封圈4沿插装方向的移动。内壳翻边22能够沿密封圈4的整周与密封圈4接触从而限制密封圈4沿插装方向的移动。
内壳翻边22与外壳本体31沿插装方向具有预定间隙，该预定间隙的尺寸略大于密封圈4，从而当密封圈4未发生变形时并不收到外力作用而处于自然状态，当密封圈4受外力作用而变形时，则密封圈4沿插装方向的尺寸增加从而被内壳翻边22与外壳本体31夹紧，同时密封圈4沿舌片1的厚度方向突出外壳本体31和内壳翻边22，从而当变形时能够填充在内部设备与USB连接结构之间的缝隙中。
这样，即使有水进入到USB连接结构与内部设备之间的空间，也会受到密封圈4的阻挡而不会进一步沿插装方向渗透，这就对意外进入的水形成了第二道防护。
可见，在本实施例中，USB连接结构通过冲压抽引工艺制造的内壳2而形成第一道防护，通过密封圈4而形成第二道防护，这样，无论是外部设备的插装空间进水还是USB连接结构与内部设备之间进水，均能够实施有效防护，从而实现整机防水。
应当理解，本发明所提供的USB连接结构是USB连接母座，其通常安装于内部设备之内。
上述USB连接结构可以具有传统的USB结构，比如符合USB2.0接口标准、USB3.0接口标准，也可以符合TYPE C接口标准。
上述USB连接结构可以安装于手机，提供手机的充电接口和数据传输接口。
以上对本发明提供的USB连接结构的第一实施例做了具体介绍，下面说明几点：
1.外壳本体31也可以通过冲压抽引工艺形成，而连接结构与外壳本体31分体形成，连接结构通过钣金件冲压工艺而形成。
2.密封圈4通过常见的弹性材料形成，比如通过橡胶材料形成。
3.内壳2和外壳3通过常见的金属材料形成，比如不锈钢。
4.内壳翻边22还可以沿内壳本体21的开口分散地形成，或者不在开口处形成，而沿插装方向在开口的后侧形成。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种USB连接结构，包括舌片，所述舌片沿外部设备与内部设备的插装方向延伸，以在所述内部设备和所述外部设备之间传输数据，其特征在于，所述USB连接结构还包括固定安装的内壳和外壳，所述内壳通过冲压工艺的抽引工序而大致形成为筒形，所述舌片与所述内壳之间形成供所述外部设备插装的空间，所述外壳连接于所述内部设备；
所述USB连接结构还包括密封圈，所述内壳包括套装所述舌片的内壳本体和从所述内壳本体沿径向向外翻折的内壳翻边，所述外壳包括套装所述内壳本体的外壳本体，所述内壳本体和所述外壳本体均呈筒形，所述密封圈沿插装方向位于所述外壳本体与所述内壳翻边之间并能够受外力变形而挤压在所述内壳翻边、所述外壳本体和所述内部设备之间；
所述USB连接结构具有连接于所述外壳本体的安装片和从所述安装片伸出的连接爪，所述安装片从所述外壳本体沿所述插装方向向后延伸，所述连接爪从所述安装片向所述外壳本体的轴向两侧延伸，所述安装片和所述连接爪在所述插装方向上均位于所述外壳的后侧部，
所述连接爪能够插入所述内部设备的PCB电路板开设的安装孔并在所述安装孔内卡紧从而固定安装于所述PCB电路板，
所述外壳本体具有铆合缝隙，所述铆合缝隙与所述外壳本体的用于与所述内壳本体安装的区域位于所述外壳本体的轴线的相对的两侧，所述外壳本体的用于与所述内壳本体安装的区域包括所述外壳本体的与所述安装片相连的区域，所述内壳本体与所述外壳本体通过激光焊接或者点胶而固定安装，所述内壳本体与所述安装片之间进行激光焊接或者点胶连接，使所述内壳本体固定安装于所述外壳本体。
2.根据权利要求1所述的USB连接结构，其特征在于，所述内壳本体具有用于接收所述外部设备的开口，所述内壳翻边沿所述开口的整周形成。
3.根据权利要求1所述的USB连接结构，其特征在于，所述内壳翻边与所述外壳本体沿所述插装方向形成预定间隙，所述预定间隙略微大于所述密封圈的厚度，当所述密封圈受外力变形时，所述预定间隙被变形后的密封圈填充。
4.根据权利要求1所述的USB连接结构，其特征在于，所述外壳本体通过冲压工艺的折弯工序形成。
5.根据权利要求1所述的USB连接结构，其特征在于，所述内壳翻边通过冲压工艺与所述内壳本体一体形成。
6.根据权利要求1所述的USB连接结构，其特征在于，所述内壳本体通过：
对板件进行抽引工序而形成：对板件进行多个步骤的抽引而形成；或者
对管件进行抽引工序而形成：对圆柱形的管件进行多个步骤的扩充和抽引而形成。
7.根据权利要求1所述的USB连接结构，其特征在于，所述USB连接结构符合TYPEC接口标准。
8.一种具有USB连接结构的电子设备，其具有USB连接结构，其特征在于，所述电子设备为手机，所述USB连接结构为权利要求1-7任一项所述的USB连接结构。
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