CN1131349A - 防止冲击电压的d子接插件 - Google Patents

Abstract

一种用来在连接和拆下期间防止冲击电压的接插件。在例如D子接插件的外部匹配表面上开有并排的一组接地端子和一组信号端子的销孔，接地端子的末端比信号端子的末端从其相应的销孔向外部匹配面向外伸出较远，防止了由于在连接期间当系统瞬间不接地产生的瞬态电压或电源线上的噪声而使输入和输出控制电路受冲击，确保在连接期间接地端子在信号端子之前建立导电通路，该接插件适合于打印机、中继器和其它装置的连接电缆。

Description

防止冲击电压的D子接插件

本发明涉及一种防止冲击电压的D子(D-SUB)接插件，更具体地说，涉及打印机，中继器或其它使用连接电缆的装置，连接电缆被连接到可在计算机中使用的防止冲击电压的插座型D子接插件，其结构使得在信号端子之前接地端子被接地。

一般地说，D子接插件是一种计算机接插件，其上连接打印机，中继器或其它装置的连接电缆。一个插座型(阴)接插件和一个插头型(阳)接插件彼此连接。插座型D子接插件可以具有一排25个插孔，其中信号插孔一般为1到17，接地插孔一般为18到25。现有的D子接插件的内部结构包括位于每个插孔内的插座型连接销，插头型接插件的插销与其相连。相应的插销互相配合，当打印机或其它连接电缆插入插座型D子接插件时电子信号线被连接。

然而，在常规的D子接插件中，接地端子的插销和信号端子的插销长度相同。我们已经发现，如果用户倾斜地把打印机电缆或中继器电缆插入接插件中，通过信号线形成的电连接可能早于电缆的接地销和接插件的接地端子之间的电连接。因而，当电缆的接地销随后和接地端子相连时，所产生的接地信号可能在系统中产生暂时的冲击电压或在电源导线上叠加上不希望的噪声，从而引起随后的输入/输出控制芯片的损坏。

最近Bellamy在美国专利第5,268,592号中提出了利用顺序匹配以保护电路中的电子元件的构思。然而，它只适用于在电子电路板上的电路卡，而不适用于D子接插件，并且Bellamy借助于使插头接地销从接插件中比信号插销伸出长一些实现顺序匹配。我们已经发现，这会使插头接地销更容易弯曲或破坏，经常引起需要更换整个电缆的破坏。

因此，本发明的目的是提供一种改进的防止冲击电压的电接插件。

本发明的另一个目的是提供一种防止冲击电压型的D子接插件。

本发明的又一个目的是提供一种用于打印机连接电缆或中继器连接电缆的插座型D子接插件，用来防止由于产生的冲击电压而破坏输出输入控制功能。

本发明的再一个目的在于提供一种连接电缆，用来当该电缆和D子接插件相连接时，能够使得通过一排接地销形成的导电通路早于通过其它销形成的导电通路。

这些目的是这样实现的，提供一种D子接插件，所述接插件具有多个穿过接插件并在单个的连续匹配表面上开的接地销孔和信号销孔。呈不同构形的安装在多个接地销孔中的导电指比安装在开于同一匹配表面上的多个信号销孔中的导电指更接近接插件的匹配表面。在另一个实施例中，借助于改变位于插座型销孔中的导电指的深度实现接地线和数据信号线的顺序匹配。

以下结合附图来详述本发明的优选实施例。附图中：

图1是表示常规的插座型D子接插件的销排列的示意图；

图2是常规的插座型D子接插件的透视图；

图3是含有导电指的常规销孔的截面图；

图4是作为本发明第一实施例的接插件内形成的数据信号销孔和地电位销孔的详细的截面图；

图5是在图4中所示的第一实施例中的一个接地销孔的外观顶视图；

图6是本发明第二实施例的接地销孔的截面图；

图7是本发明第二实施例的信号销孔的截面图；

图8是本发明的第三实施例的接地销孔的截面图；

图9是本发明的第三实施例的信号销孔的截面图。

现在参看这些附图。图1是用来表示市场上可得到的插座型D子接插件的销孔排列的底视平面图。一个外部连续的扁平的匹配面30上有排成两直排的25个销孔。编号为1到17的销孔是信号导体，而编号为18到25的销孔是接地导体，该接地导体也就是连接于例如本地或系统地电位的参考电位的导体。图2以透视图表示图1中所示的具有两个直排销孔的外部匹配表面30的市场上可得到的D子接插件20的显著特征。因此，图1和图2的外形是相似的，在某些方面，常规的D子接插件和按照本发明的原理构成的D子接插件二者也是相似的。

图3以截面图表示图1和图2中所示类型的D子接插件的常规销孔52的结构细节。位于销孔52的内圆周相对侧壁上的一对导电指51和接插件外部匹配面30之间的距离按照惯例一般大约为1.1mm。因而，指51的末端在略低于圆形销孔52的平行的竖直内侧壁和斜的部分33之间形成的连接处终止。这种结构对于专用于传送数据信号和专用于提供接插件和与其匹配的电缆(未示出)之间的接地通路的销孔而言是通用的。

现在参见图4，作为按照本发明的原理的第一实施例构成的接插件的销孔的截面图有两类销孔。在图4所示的实施例中，在位于专用于传送数据信号的销孔内的作为导电端13的指和位于专用于提供接插件和与其匹配的电缆(未示出)之间接地导通的销孔内的作为导电端子74的指之间存在着区别。销孔53、54形成在和端子13、74的材料相比为最好的电绝缘性的材料构成的体内。图4的实施例对于信号销孔53和对于接地销孔54可以具有相同形状的侧壁。然而，在销孔侧壁内的并沿侧壁延伸的导电指13和74的位置、长度和相对的配置上是不同的，而其形状、截面尺寸或形成销孔53、54的侧壁的轮廓没必要不同。

在图4的截面图表示的实施例中，信号和接地销孔53、54可以设计成与图3所示的常规销孔具有相同的截面构形。数据信号销孔53和接地销孔54可以具有相同的内侧壁形状。内壁轮廓可分为两部分说明。第一部分33与外部匹配表面30相接，是一斜的环形入口部分，在外部匹配表面30处其直径最大。第二部分43是一圆柱部分，最好和第一斜的部分同轴。圆柱部分43的直径等于第一部分的最小直径。结果，在数据信号销孔53或接地销孔54中都没有在第一部分33和第二部分43之间的连接处形成的凸缘或肩部。

在图4所示的实施例的接地和信号销孔之间的一个主要区别在于，分别位于销孔53、54内的导电指13、74的相对长度和位置不同。导电指13全部位于数据信号销孔53的圆柱部分43内，而导电的地电位指74沿孔54的斜部33延伸，并具有在外部匹配表面30上延伸的终止指74的末端。

图5是按图4所示原理构成的接插件中的一个接地销孔54的顶视图。导电的地电位指74在斜的部分33上侧向折迭，指74的末端达到外部匹配表面30，并和其局部同向延伸。指74的末端终止在匹配表面30上。

图4中示出了参考基准“A”，说明指74的末端的终止处和图3中常规的地电位销孔52的相对比较。在图4所示的实施例中，指74在外部匹配表面30上从侧壁43和斜部33的连接处延伸1.0至1.2mm。在第一实施例中，导电指13整个地位于销孔53内，并最好全部位于参考基准A以下。同时，接地销孔54表示导电指74跨过参考基准A向外向着外部边缘30延伸。通过在图4中画出参考基准A，可以看出接地销的导电指比在常规接插件中延伸更接近匹配表面30，而在信号销孔中的导电指13只延伸到侧壁43和斜部33之间的连接处下方。

在图4的实施例中，如果具有全部伸出匹配表面等距离的插头插销D子接插件(未示出)要被连接到图4所示的插座型接插件上，在信号销和相应的信号销孔53中的导电指13进行电接触之前，接地销将和在其相应的接地销孔54中的导电指74进行电接触。即使插头和插座接插件一开始就在其各自匹配表面之间以一斜的角度进行接触也是如此。

本发明的第二实施例如图6和图7所示。第二实施例的工作原理与应用顺序匹配的原理略有不同，它是通过使得插座型接地销孔56的导电指76比在信号孔57中的导电指77向外部匹配表面延伸得更靠近来实现的。因此，具有用于数据信号和参考电位例如本机或系统地电位传送的伸出等距离的插销的插头型D子接插件将按顺序首先和插座型接插件中的导电的地电位指76接触然后和数据信号指77接触。换句话说，在数据信号导电插销和信号插孔内的导电指77进行电接触之前，地电位的插销将和接地插孔内的导电指76形成电接触。即使在匹配之前在电路中有静电荷，也会在信号插销和信号指76匹配之前通过接地插销把电荷送到地电位接触指76，因此，静电就不会有害地通过信号导电指进入输入输出电路级。这样，配备有图6和图7所示类型的接插件的电子装置通过改变插座插孔而不改变插头插销便能被保护，以免受静电放电的损坏。

本第二实施例的特征只在于插孔的内侧壁，接地插孔的内侧壁和信号插孔的内侧壁不同。接地插孔56和信号插孔57可以均设有第一圆柱部分，即对应接地插孔的36和对应信号插孔的37，两者都和外部匹配表面30相接。这些第一圆柱部分具有第一直径W₁。接地插孔56和信号插孔57还分别具有第二圆柱部分46和47，它们和第一圆柱部分同轴，并从外部边缘30从第一圆柱部分开始向内延伸进入接插件。第二圆柱部分具有第二直径V₁，因为V₁小于W₁，所以在接地插孔和信号插孔中分别形成肩66、67。它们位于第二圆柱部分和第一圆柱部分的连接处。在该第二实施例中，接地和信号插孔的区别在于，信号插孔37的第一圆柱部分比接地插孔36的第一圆柱部分从匹配面30伸入接插件内部较深。因此，接地插孔56的肩66比信号插孔57的肩67距离外部匹配面30较近。对于接地插孔和信号插孔，其导电指分别为76和77，它们都穿过第二圆柱部分延伸到肩部，在那里它们被这样弯曲，使其至少局部地盖住肩部并局部地和肩部共同延伸。结果，在接地插孔56中，外部匹配面30和导电指76之间的距离小于信号孔57中外部匹配面30和导电指77之间的距离。

在第二实施例中，和第一实施例一样，如果具有从匹配面伸出等距离的插销的插头型接插件(未示出)和插座型D子接插件相连，接地端子将在信号端子之前建立电接触。如果在电路中存在静电，将会对地放电，而不会向电气元件放电。本实施例保护电子电路不受静电放电的损害。

在图6和图7中，示出了参考基准A，以便表明相对于常规插孔导电指延伸的情况。图6和图7表明，在第二实施例中，对于信号和接地插孔导电指和外部匹配面之间的距离分别为一基值加减一个常数。在图6和图7中，这一常数大约为0.7mm。这样，在信号孔57中，外部边缘30和导电指77之间的距离为1.1mm＋0.7mm＝1.8mm。对于接地孔56，则为1.1mm－0.7mm＝0.4mm。

本发明第三实施例的一种D子接插件如图8和图9所示。图8表示接地插孔58，而图9表示信号插孔59。本实施例包括由斜的环形内侧壁38、39构成的第一部分，其中插孔第一部分的直径在外匹配面30最大。该第三实施例的插孔具有第二部分48、49，呈圆柱形，沿垂直于插孔的纵向测量，其基本上具有均匀的直径。该第二部分和第一部分同轴，朝离开第一部分38、39向内并离开外部边缘30的方向延伸。在该第三实施例中，第一部分的直径缩小为小于第二部分的直径。结果，在第一部分38、39分别与第二部分48、49的连接处形成了凸缘68、69。在图8中导电的地电位指78和图9中导电的数据信号指79都不延伸到外部匹配表面30。而是在本第三实施例中导电指78、79全部位于第二部分的内部并分别只达到凸缘68、69处。

如第二实施例一样，第三实施例的接地插孔58和信号插孔59的内侧壁的形状不同。也同第二实施例一样，第三实施例的信号插孔59具有第一部分39，它比接地插孔58的第一部分伸入内部更远。同第二实施例，这使得接地插孔的外部匹配面30和导电指之间的距离比信号插孔的小。在第三实施例中，如第二实施例，如果具有伸出相同长度的导电插销的插头型接插件(未示出)与插座型D子接插件相连，在其相应的接地插孔内的导电指78将在相应的信号插孔中的导电指建立电接触之前形成电接触。如果电路中存有静电，则在数据信号插销和相应的插孔中的数据信号指79接通之前，通过导电的接地指向地放电，而不通过与数据信号插销相连的输入输出电路的电气元件。因而，本实施例保护电子电路不受静电放电的损坏。

在图8和图9所示的实施例中，示出了参考基准A，用来表示在常规的插孔中导电指可插到的位置。在图8和图9所示的第三实施例中，导电指和外部匹配面30之间的距离对于接地指和信号指都离开基准同一距离。在图8、图9中这一距离也被设为大约0.7mm。这样，在数据信号插孔59中，外部匹配表面30和导电指79之间的距离为1.1mm＋0.7mm＝1.8mm。而在接地插孔58中，外部匹配表面30和导电指78之间的距离则为1.1mm－0.7mm＝0.4mm。

因而，按照本发明的优选实施例提供的插座型D子接插件能防止输入输出控制芯片被电源噪声或瞬态冲击电压所破坏，所述瞬态冲击电压是由不接地的信号产生的，通过用这种方式构成接插件，使得当打印机、中继器或任何装置的连接电缆连接时，接地销早于信号销接通，达到上述效果。与此相反，在电缆和按上述原理构成的接插件拆开期间，地电位销在数据信号销之后断开。

在上述详细说明中，常规的D子接插件和本发明的D子接插件之间的区别一般看来是如此之小以致一些人仅从外表不能看出。然而应当理解，所述实施例的构形提供了本发明在实践中和现有电缆的兼容性，例如打印机、中继器或其它多线装置的电缆，同时在连接和拆下期间，增加了与电缆相连的装置的输入输出电路级的电气安全性。

虽然对本发明的优选实施例进行了说明，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的构思的情况下可以作出各种改变和改型，或用等效元件代替其中的元件。此外，不脱离本发明的中心范围并按本发明的教导，可以作出适用于具体场合的改型。因此，本发明不限于作为最佳的实施形式而披露的具体实施例，而是包括落在所附权利要求范围内的所有实施形式。

Claims (9)

1、一种防止冲击电压的D子接插件，包括：

多个插座型信号端子，设置成在所述接插件的一外匹配表面上开口；和

多个插座型接地端子，其在所述外匹配表面上开口并与所述信号端子间隔并排成一排，所述接地端子之一的末端制作成向所述外匹配表面突出比所述信号端子的任一末端向所述外匹配表面突出长出一固定的长度，从而比任何一个所述的信号端子更早地与一同样形状的电导体建立电连接。

2、根据权利要求1所述的接插件，其中，所述接地端子的末端从形成在所述匹配表面中的相应的插孔向外伸出。

3、一种防止冲击电压的D子接插件，包括：

多个信号端子，置于相应的在匹配表面上开口的第一组多个销孔的不同的孔内；以及

多个接地端子，置于相应的在所述匹配表面开口的第二组多个销孔的不同孔内，位于所述第一组和第二组多个销孔的内部并且离开所述外匹配表面的一点设定为一基准点，所述接地端子的未端被置于其距所述外匹配表面比所述基准点距所述外匹配表面近一恒定距离处，所述信号端子的末端被置于其距所述外匹配表面比所述基准点距所述外匹配表面远一恒定距离处，所述接地端子的末端置于比所述信号端子的末端离该接插件的外匹配表面更近。

4、根据权利要求3所述的防止冲击电压的D子接插件，包括：

在每个第一组销孔中和在每个第二组销孔中形成的突起部；

所述接地端子挂在所述第二组销孔内的突起部上并与所述突起部局部地共同延伸；以及

所述信号端子挂在所述第一组销孔内的所述突起部上并与所述突起部局部地共同延伸。

5、根据权利要求3所述的D子接插件，包括：

与所述匹配面离开的在所述第一组销孔和所述第二组销孔内形成的突起部，

所述接地端子的末端和所述信号端子的末端被保持在相应不同的所述第一组和第二组的多个销孔内，所述接地端子的末端不向上突出和超出第二组销孔的相应的销孔内的所述突起部，并且所述信号端子的末端不向上突出和超过所述第一组销孔的相应的销孔内的所述突起部。

6、一种接插件，包括：

电绝缘材料的本体，具有一个限定外部边界的平面，其上有一组接地销孔和一组信号销孔，通过所述平面延伸进电绝缘材料内部，每个所述接地销孔和所述信号销孔具有内侧壁；

一组第一导电指，每个沿着所述接地销孔的不同的相应的内侧壁延伸；以及

一组第二导电指，每个沿着所述信号销孔中不同的相应的内侧壁延伸，所述第一导电指比所述第二导电指延伸得更接近所述外部边界。

7、根据权利要求6所述的接插件，其中，每个所述接地销孔和所述信号销孔的所述内侧壁包括：

与所述外部边界相连的斜部；以及

从所述斜部离开所述外部边界向里延伸的同心圆柱部分；

每个所述第一导电指从所述接地销孔的相应的一个的圆柱部延伸，跨过所述接地销孔的相应的一个的所述斜部并在与所述接地销孔的相应的一个相连的外部边界上延伸；以及

每个所述第二导电指全部处于所述信号销孔的所述圆柱部分内。

8、根据权利要求6所述的接插件，所述接地销孔和所述信号销孔的所述内侧壁包括：

与所述外部边界相邻接并具有第一直径的第一圆柱部分；以及

同心的第二圆柱部分，具有第二和较小的直径，从所述第一直径圆柱部分离开所述外部边界向里延伸，在所述第一圆柱部分和所述第二圆柱部分相连处形成肩部，所述第一和第二导电指沿所述较小直径的圆柱部内的所述侧壁延伸，跨过所述肩部延伸到第一直径部分的所述侧壁，所述接地销孔的肩部比所述信号销孔的肩部更接近所述的外部边界。

9、根据权利要求6所述的接插件，其中每个所述接地销孔和所述信号销孔的内侧壁包括：

一与所述外部边界相邻接的斜部；以及

一同心圆柱部分，具有第一直径，从所述斜部离开所述外部边界向里延伸，所述斜部呈锥形具有第二且较小的直径，在所述斜部和所述圆柱部相连处形成凸缘，所述第一和第二导电指沿所述圆柱部内的所述侧壁延伸到所述凸缘，所述接地销孔的凸缘比所述信号销孔的凸缘距所述外部边界较近。

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